12 апреля — День космонавтики. Что мы знаем об эпохе до Гагарина?
Конечно, большинство из нас не помнит название нашей галактики — Млечный путь, так как повседневная жизнь ограничена мизерными расстояниями в пару десятков тысяч километров. Для масштабов космоса вся наша земля — пылинка, а про нас с Вами я и не говорю — некоторых мелких котов вообще не заметишь. Хотя соседская кошка очень даже мила.
Чего в этом космосе (не путать с отелями и кафе) только нет. Например, в созвездии Кентавра находится потухшая звезда «Люси», которая превратилась в сплошной алмаз диаметром 400 километров.
Люси |
А на расстоянии 26000 световых лет от Земли находится Стрелец В2 — газопылевое облако, содержащее миллиарды литров винилового спирта. Конечно, его нельзя пить, но все равно приятно.
Однозначного понимания, на каком расстоянии от земли находится космос (который назвали официально космическим пространством, как будто это сарай), не существует. Международная авиационная федерация в качестве рабочей границы между атмосферой и космосом установила высоту в 100 км, потому что на этой высоте для создания подъёмной силы необходимо двигаться с первой космической скоростью. Высота в 100 км считается официальной международной границей между атмосферой и космосом.
Астрономы из США и Канады измерили границу влияния атмосферных ветров и начала воздействия космических частиц. Она оказалась на высоте 118 км, хотя NASA считают границей космоса 122 км. На такой высоте шаттлы переключались с обычного маневрирования с использованием только ракетных двигателей на аэродинамическое с «опорой» на атмосферу.
Согласно классификации Военно-воздушных сил США, космическим полётом считается полёт, высота которого превышает 50 миль, то есть всего лишь восемьдесят километров.
То есть космос от нас совсем недалеко, ближе чем от Москвы до Калуги.
Для освоения космоса необходимо было решить 3 крупные задачи: создать ракету, отработать возможности сохранения жизни человека, находящегося в ракете, и подчинить управление ракетой этому человеку.
Техника
Первой ракетой, достигшей космоса, была немецкая «Фау-2». Первый ее успешный запуск состоялся 3 октября 1942 года с набором рекордной высоты в 48 километров.
«Фау-2» |
При последующих пусках этого же года был преодолен рубеж высоты в 90 км, а в в 1944 году и 188 км. Полёты были суборбитальными. Шла война и немцы просто не могли позволить себе запускать ракеты на околоземную орбиту из-за боязни, что ракета при приземлении попадёт в руки противника, как случилось с одной из ракет, которая улетела в Швецию и обломки которой были отправлены англичанам. Главная планируемая цель — повышение дальности для бомбардировок Америки и достижения мирового господства.
Существовал проект межконтинентальной ракеты А9/А10, в доказательство реальности которого обычно приводят операцию «Эльстер» («Сорока»). В ночь на 30 ноября 1944 года немецкая подлодка высадила на восточном побережье США двух агентов германской разведки, задачей которых была установка на небоскребе «Эмпайр Стейт Билдинг» радиомаяка, по которому предполагалось навести на цель межконтинентальную ракету. Возглавлял операцию агент Главного управления имперской безопасности Эрик Гимпель, а его помощником являлся американец немецкого происхождения Уильям Колпаг.
Диверсанты благополучно добрались до Нью-Йорка, но выполнить задание не смогли. Первым разоблачили и арестовали Колпага, который попытался устроиться на работу в небоскреб. На первом же допросе он рассказал о своем задании и выдал напарника. Но его метонахождения Колпаг не знал. ФБР провело крупнейшую в военные годы операцию по поимке диверсанта. На ноги была поднята вся нью-йоркская полиция, подключены тысячи агентов.
Взяли Гимпеля на мелочи — Колпаг вспомнил, что у его напарника была привычка класть деньги не в кошелек, а в верхний наружный карман пиджака, куда американцы обычно вставляют платок. В канун Рождества владелец одного из газетных киосков обратил внимание на мужчину, который, купив журнал, сунул деньги именно в этот карман. Он тут же подал знак агентам ФБР, ну а дальше все было делом техники.
В конце 1942 года в Пенемюнде было завершено строительство завода по сборке будущих ракет получивших название «Фау-3», но 17 августа 1943 года во время массированного налета союзной авиации на Пенемюнде под бомбами погибли сотни специалистов.
Все, что касалось «Фау-3», оставили в Пенемюнде, хотя под Зальцбургом и началось строительство нового ракетного центра (проект «Цемент»), ориентированного на разработку именно космической ракеты и ничего другого. Этот центр должен был разместиться в двух штольнях скалистых гор и надежно защитить конструкторов от возможных бомбардировок, но летом 1944 года все строительные работы свернули «из-за ситуации на фронтах».
В конце войны наши захватили только детали «Фау-2», а американцы сами ракеты и главного конструктора. Собственно, на «Фау-2» летали и в США и в СССР в первые послевоенные годы. В 1946 году на полигоне «Уайт-Сэндс» в штате Нью-Мексико, а в 1947 году на полигоне «Капустин Яр» в Астраханской области начались пуски захваченных ракет «Фау-2». Американцы запускали вывезенные с оккупированной территории собранные ракеты. А нам пришлось собирать их из отдельных деталей по названием Р-1. Но в этом есть и положительная сторона — уже на первом этапе освоения немецкой техники советские специалисты приобрели тот опыт, который в дальнейшем помог им опередить своих заокеанских конкурентов.
10 октября 1948 года в СССР была запущена первая советская баллистическая ракета Р-1.
Живые существа в космосе
Кого только не запускали в космос, даже бедных котов
Программа биологических исследований и экспериментов в США началась в 1946 году, когда захваченные «Фау-2» понемногу «научились» летать. Период, когда число аварийных пусков было сравнимо с числом успешных полетов, прошел, и американские медики занялись серьезным изучением влияния факторов космического полета на живые существа.
Первоначально исследовались простейшие организмы (личинки, черви, насекомые), которые помещали в специальных контейнерах. Ученых интересовало в первую очередь, как на них будет воздействовать космическое излучение. Какой-либо системы возвращения на Землю в первых полетах не предусматривалось, поэтому специалистам приходилось уповать, что упавшая капсула не разрушится полностью и в их руки попадет хотя бы что-то. Но беспокойства оказались напрасными — все «космонавты» хорошо переносили приземление. Прежде чем американцы перешли к более «серьезным» экспериментам, с полигона «Уайт-Сэндс» были осуществлены пуски двух ракет с «простейшими пассажирами»: 10 октября и 18 декабря 1946 года. Оба были успешными.
Обезьяны
Далее американцы приступили к реализации проекта «Блоссом», предусматривающего создание системы возвращения на Землю головной части ракет. Теоретически она могла бы возвратить и человека, если бы его «усадили» в ракету. Но это только теоретически. Планов по совершению суборбитальных космических полетов американцы тогда не составляли, хотя не исключено, что такие мысли и посещали некоторые умные головы.
Первые пуски по программе «Блоссом» носили экспериментальный характер и проводились в целях отработки техники. Состоялось два полета — 20 февраля и 8 декабря 1947 года. Но и о биологической составляющей во время этих пусков не забывали и помещали в головной части ракет контейнеры с биологическими объектами. Причем в полет отправляли уже не только червяков и мух, но и тритонов, лягушек, перепелиные яйца.
Успешные пуски двух ракет позволили американцам перейти к следующему этапу своих экспериментов. Теперь они вознамерились отправить в космос обезьян. Сказано — сделано. Для участия в полетах были отобраны несколько обезьян, которых стали именовать «группа Альберта». Под этим же именем, общим для всех, впоследствии они и отправлялись в полет.
Всего состоялось четыре полета «Альбертов». Можно говорить, что все они были неудачными.
Первый «Альберт» стартовал в космос 11 июня 1948 года. Ракета «Фау-2» за номером 37 поднялась на высоту 62,4 километра, после чего начался спуск головной части на Землю. Однако обезьяна погибла — на большой высоте произошла разгерметизация кабины и животное задохнулось.
Второй «Альберт» отправился покорять Вселенную через год, 14 июня 1949 года. Его полет проходил нормально — «Фау-2» под номером 47 поднялась на высоту 133,9 километра, в нужное время кабина с обезьяной отделилась от ракеты, вовремя раскрылся парашют. Да и приземление прошло вроде бы нормально. Так показалось тем, кто наблюдал за полетом со стороны. Однако, когда медики вскрыли кабину, они были вынуждены констатировать смерть животного. То ли удар о землю был сильным, то ли «Альберт» не перенес стресса.
Альберт II — небольшой макак-резус |
Третий полет с обезьяной на борту состоялся 16 сентября того же года. И вновь исследователей ждала неудача. На этот раз «Альберт» погиб в самом начале эксперимента — ракета поднялась на высоту 4,2 километра, после чего произошла авария.
И только четвертый полет обезьяны окончился благополучно. Но успешным был именно полет, а не его последствия. 8 декабря 1949 года «Фау-2» № 31 поднялась на высоту 130,6 километра, а потом кабина на парашюте мягко приземлилась в пустынных районах штата Нью-Мексико. К радости медиков, животное было живо и позволило им провести столь долгожданные исследования. Правда, не в полном объеме — спустя пару дней у четвертого «Альберта» неожиданно остановилось сердце. Вероятно, обезьяна испытала столь сильное потрясение от перегрузок и невесомости, что после возвращения домой жизненных сил хватило совсем ненадолго.
Больше обезьяны на «Фау-2» в космос не летали. Да и в рамках программы «Блоссом» состоялся еще только один полет. Эксперимент провели в последний день лета 1950 года. На этот раз в качестве подопытного биологического объекта использовалась обыкновенная лабораторная мышь. Вот ей-то никакие стрессы оказались не страшны и она хорошо перенесла и полет, и послеполетную жизнь. Если, конечно, таковой можно назвать то, что с ней «вытворяли» ученые.
Собаки
Собаки полетели на советских ракетах Р-1Б и Р-1В летом 1951 года. Подготовка «отряда космических дворняг» к полетам началась в октябре 1950 года. Будущих покорителей космоса набирали в ближайших подворотнях, так как оказалось, что именно беспородные дворняги лучше всех приспособлены для подобных экспериментов. Всего в первый отряд набрали 14 собак. Их крутили на центрифугах, помещали в барокамеру, сбрасывали с парашютом. Впоследствии то же самое проделывали и с членами первого человеческого отряда космонавтов. Всего летом 1951 года состоялось шесть пусков с собаками на борту.
Первыми в космос 22 июля на ракете Р-1В отправились Дезик и Цыган. Они находились в гермо-кабине и поднялись на высоту 110 километров. Нормально сработала парашютная система, и кабина под огромным белым куполом плавно опустилась на Землю. К великой радости ученых, когда они вскрыли люк, то первое, что услышали, был радостный лай собак. Дезик и Цыган стали самыми первыми живыми существами, которые благополучно вернулись домой и чувствовали себя при этом великолепно. «Гонораром» собакам был кусок докторской колбасы, которым их «поощрили».
Цыган и Дезик |
Второй полет состоялся спустя неделю. 29 июля Лиса и уже имевший опыт космических полетов Дезик отправились в стратосферу на ракете Р-1Б. Одной из задач нового эксперимента являлось наблюдение за поведением собаки, совершавшей свой второй полет. Медики хотели посмотреть, не появится ли страх у Дезика, когда его вновь будут сажать в кабину.
Нет, страха они не увидели, но и собак живыми больше увидеть не смогли. На участке посадки не полностью вышел парашют, и кабина с огромной скоростью ударилась о землю. Дезик и Лиса стали первыми в ряду животных, которые погибли при ракетных пусках в Советском Союзе. Но далеко не последними. Кстати, после этой аварии было решено, что участник первого рейса за пределы атмосферы, Цыган, больше в пусках участвовать не будет. Решили не рисковать и сохранить собаку в живых как символ наших успехов. Кобель прожил более десяти лет и отличался, по свидетельствам современников, на редкость скверным и сварливым характером.
Все члены отряда «звездных дворняг» готовились к стартам почти год. Медики считали, что благодаря этому все собаки хорошо перенесли первые ракетные пуски. Однако во время одного из стартов, за сутки до него во время прогулки сбежал пес Смелый. Вероятно, он решил «завершить» свою космическую карьеру и пожить нормальной собачьей жизнью.
Врачи, отвечавшие за подготовку «экипажа», не знали, как доложить руководству о случившейся неприятности, чтобы не вызвать нежелательной реакции. И тут один из солдат, который как раз и не уследил за Смелым, предложил заменить его одним из бездомных псов, которые во множестве крутились близ солдатской кухни. Страх перед возможными неприятностями у медиков был столь велик, что они именно так и поступили — отловили собаку, более или менее похожую на Смелого, отмыли ее, накормили, посадили в кабину и отправили в полет. Заодно решили проверить, как скажутся перегрузки и невесомость на живом существе, не прошедшем специальной подготовки.
Пуск ракеты и приземление гермокабины прошли нормально. Каково же было удивление Сергея Павловича Королева, когда он увидел новых «покорителей Вселенной». Тут-то и признались врачи в своей вольности. Но победителей не судят. Так случилось и в этот раз. Королев не стал ругать «самовольщиков», а наоборот — похвалил их за принятие самостоятельного и правильного решения.
Нового члена экипажа окрестили ЗИБом (запасной исчезнувшего Бобика). Правда, когда Королев докладывал об этом эксперименте высшему руководству страны, он расшифровал странную аббревиатуру по-своему — Запасной исследователь без подготовки.
Полетом ЗИБа и Непутевого программа работ в 1951 году была завершена. Нет достоверных данных о том, что существовали планы запустить вслед за собаками человека. В принципе это можно допустить. Хотя происшедшие аварии вряд ли гарантировали успешность такого рейса, и вряд ли руководство разрешило бы Королеву провести столь смелый эксперимент, если бы он захотел. Вероятнее всего, в то время таких предложений от ракетчиков и не поступало.
Полеты на управляемых ракетах
Полет крылатой ракеты
Производство самолетов-снарядов " Фау–1" с технической точки зрения, как признавался министр вооружений Германии Шпеер, "было делом дорогостоящим, а эффективность их по сравнению с затраченными средствами — минимальной". Это изделие часто произвольно меняло курс, высоту, скорость.
Вот тут-то в дело и вступил (в прямом смысле слова) человеческий фактор в лице ракетчицы-испытательницы Ханны Рейч. Эта миниатюрная и хрупкая на вид, но феноменально отважная женщина в середине 1943 года предложила свою кандидатуру для того, чтобы испытать в полете "Фау–1"! Для этого в самолет-снаряд "втиснули" крохотную (по комплекции пилотессы) кабину с ручным управлением и необходимыми приборами. По всему размаху крыла установили элероны, а под фюзеляжем — небольшую посадочную лыжу.
Стартуя в воздухе с подвески под самолетом-носителем, Рейч совершила целый ряд рискованных полетов на "Фау–1", доказав на собственном опыте, что эффективное пилотирование ракеты возможно. Ее мужество было оценено всеми высшими наградами рейха. Сам Гитлер вручил ей Рыцарский Железный крест.
Ханна Рейч с Гитлером |
Во время аудиенции Рейч и поделилась с Гитлером своими замыслами относительно космической программы на основе баллистической ракеты "Фау–2". Гитлер дал "добро" на "проведение предварительного изучения вопроса". И в ноябре 1943 года на секретной конференции в Академии авиационных исследований было принято решение о наборе пилотов в "Отряд военных космонавтов". Число курсантов после тщательного отбора сократилось до 100.
О серьезности намерений свидетельствовало и то, что Гитлер в феврале 1944 года назначил куратором космической программы третьего рейха оберштурманнфюрера СС Отто Скорцени, которому доверяли самые ответственные поручения, в том числе имевшие отношение к "специальному оружию".
Космонавты обучались навыкам наведения на цель на модернизированных "Фау–1" как прототипах межконтинентального ракетного комплекса "Рейхенберг". Бомбардировщик "До-217Е" дол-жен был поднимать сцепку из баллистической ракеты "Фау–2" и микросамолета-наводчика. После отделения от носителя на высоте 10 км включался прямоточный воздушно-реактивный набор высоты с курсом на цель. Уже в стратосфере летчику предстояло с помощью радиолокатора обнаружить цель, ввести ее данные в систему наведения ракеты и после этого отделить от нее свой микросамолет.
Естественно, риск такой операции был велик. Поэтому курсанты школы Скорцени (к лету 1944 года их осталось 70) подписывали документ такого содержания:
"Настоящим подтверждаю, что добровольно согласился стать пилотом управляемой человеком планирующей бомбы для участия в акциях самопожертвования. Я сознаю, что акция может завершиться моей гибелью".
«Я летал на ракете…»
Незадолго до своей смерти летчик-испытатель Сергей Анохин как-то обмолвился в одном из интервью: «Я летал на ракете!» В настоящее время уже совершенно точно установлено, что в 1940-х годах никто из людей — ни русские, ни американцы, ни немцы, в космос не летал. А Анохин, говоря о своих «полетах на ракете», подразумевал нечто иное.
В 1940-е годы в СССР началось создание первой отечественной авиационно-ракетной системы дальнего действия КС-1 («Комета»). «КС» означала всего-навсего «крылатый снаряд», но шутники из авиапрома предпочитали расшифровывать аббревиатуру как «ковер-самолет». Предполагалось создать противокорабельные самолеты-снаряды с дальностью стрельбы 100 километров. Работы проходили под шифром «Комета».
Для ускорения отладки «Кометы» четыре опытных образца сделали пилотируемыми. Там, где в будущем должна была находиться боевая часть, разместилась кабина пилота. Вот вам и те знаменитые ракеты, на которых «летали» Сергей Анохин и его товарищи. Впрочем, кавычки я поставил в данном случае, вероятно, зря. Это были самые настоящие ракеты и на них действительно летали пилоты. Только не в космос.
Всего состоялось около 150 пилотируемых полетов КС-1. И только после этого начались беспилотные пуски. Уникальный случай в ракетостроении! Обычно беспилотными бывают первые старты. И лишь потом в кабину сажают пилотов. А тут получилось наоборот.
Орбитальные полеты
Конечно, было бы заманчиво первыми достигнуть космических высот в суборбитальном полете. Но надо отдать должное нашим конструкторам, которые в какой-то степени были авантюристами, но не были безумцами. Они правильно посчитали, что «прыжок в космос» — это некое половинчатое решение, от которого ни научной выгоды, ни политических дивидендов не получить.
Что мог бы решить такой полет? Вывести на околоземную орбиту простой кусок металла было куда эффективнее, чем мучаться с полетом человека на несколько минут на высоты до 500 километров. Этого и не стали делать. Программу прикрыли, а все усилия бросили на подготовку орбитального полета.
В те годы и в США велись работы по подготовке «прыжка в космос». Делалось это в рамках программы «Меркурий». Советские разработчики космической техники остановились раньше американцев. А те довели работу до конца и в 1961 году осуществили два пуска по суборбитальной траектории.
Самым первым животным, выведенным на орбиту Земли, была советская собака Лайка.
Лайка |
Во время тренировок она длительное время провела в макете контейнера, а перед самым полетом ей сделали операцию: вживили датчики дыхания и пульса. За несколько часов до полета, состоявшегося 3 ноября 1957 года, контейнер с Лайкой поместили в корабль. Сначала у неё наблюдался учащенный пульс, но он восстановился почти до нормальных значений, когда собака оказалась в невесомости. А через 5-7 часов после старта, совершив 4 витка вокруг Земли, собака погибла от стресса и перегрева, хотя предполагалось, что она проживет около недели. После этого спутник сделал ещё 2370 витков вокруг Земли и сгорел в атмосфере 14 апреля 1958 года.
О смерти Лайки раньше установленного срока долго не объявляли в СССР, передавая данные о самочувствии уже мертвого животного. В СМИ о его гибели сообщили только через неделю с момента запуска собаки в космос: было сказано, что Лайку усыпили. Это вызвало небывалую критику со стороны защитников животных в западных странах. От них пришло много писем с выражением протеста, и были даже предложения посылать в космос Хрущева вместо собак.
Было решено отправить собак в суточный орбитальный полет с возможностью возвращения на Землю в спускаемом аппарате. Для космического полета нужно было выбрать собак со светлым окрасом (так их лучше видно на мониторах наблюдательных устройств), вес которых не превышает 6 кг, а высота — 35 см, и они обязательно должны были быть самками (для них проще разработать приспособление для справления нужды). И к тому же, собаки должны были быть привлекательными, ведь, возможно, они будут представлены в СМИ. По всем этим параметрам подходили беспородные собаки Белка и Стрелка.
За два часа до старта «Спутника-5», который произошел 19 августа 1960 года в 11:44 по московскому времени, кабину с собаками поместили в космический корабль. И как только он стартовал и начал набирать высоту, у животных наблюдались сильно учащенное дыхание и пульс. Стресс прекратился только после взлета «Спутника-5». И хотя большую часть полета животные вели себя довольно спокойно, во время четвертого витка вокруг Земли, Белка начала биться и лаять, пыталась снять с себя ремни. Её тошнило. Впоследствии, проанализировав это состояние собаки, ученые решили ограничить космический полет человека до одного витка вокруг Земли. Белка и Стрелка совершили 17 полных витков приблизительно за 25 часов, преодолев расстояние в 700 тысяч км.
За 18 дней до полета Юрия Гагарина, СССР отправило в космос «Спутник-10» с собакой Звездочкой на борту. Этот одновитковой полет состоялся 25 марта 1961 года. Помимо собаки, на борту корабля был деревянный манекен «Иван Иванович», который, как и планировалось, был катапультирован.
В США был запущен на околоземную орбиту солидный по весу 20-килограммовый шимпанзе Энос, но только 29 ноября 1961 года. Он совершил орбитальный полет: два витка вокруг Земли за 3 часа 21 минуту, и благополучно вернулся. Космическая эра американских обезьян завершилась летом 1962 года. Макака Бонни из-за ухудшения состояния досрочно — на восьмые сутки вместо 30 запланированных — была возвращена из космоса на спутнике «Биос-3». Через 12 часов она погибла. Под нажимом защитников животных Конгресс США запретил использовать «братьев меньших» для экспериментов в космосе.
В декабре 1960 года в космос была впервые запущена культура человеческих клеток, взятых у американки Генриетты Лакс. Наблюдения показали, что человеческие клетки нормально функционируют в условиях космического полёта.
Первым человеком в космосе и сразу на орбите был советский космонавт Ю. А. Гагарин. 12 апреля 1961 года он совершил первый орбитальный полёт на корабле «Восток-1». В России и во многих других странах этот день отмечается как праздник — Всемирный день авиации и космонавтики.
Начав пилотируемые космические полёты, СССР стал первой «космической сверхдержавой».
Очень скоро второй (и одной из двух на следующие 42 года) «космической сверхдержавой» стали США. 5 мая 1961 года американский астронавт Алан Шепард совершил суборбитальный полёт до высоты 187 км, пересёкший нижнюю 100-километровую границу космоса.
А 20 февраля 1962 года Джон Гленн совершил первый в США пилотируемый орбитальный полёт.
На март 2016 года насчитывается 555 человек, совершивших орбитальный космический полет (хотя бы один виток вокруг земли) и 7 человек, совершивших космический полёт по баллистической траектории высотой более 100 км.
Ну? Как я поработал?