27 августа 1957 года мир облетело сообщение ТАСС об успешном испытании в СССР первой в истории многоступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты. А 17 сентября того же года на торжественном заседании в Доме Союзов, посвященном 100-летию со дня рождения основоположника теоретической космонавтики К. Э. Циолковского, с большим докладом выступил член-корреспондент Академии наук СССР С. П. Королев. Его имя тогда ничего не говорило широким массам, разве что у ветеранов вызывало в памяти газетные строки далеких времен бурного развития советского планеризма.
Особенно поразили тогда слушателей слова, что в ближайшее время в СССР с научными целями будут произведены первые пробные пуски искусственных спутников Земли, что советские ученые работают над многими новыми проблемами ракетной техники. В качестве первоочередных проблем Сергей Павлович назвал посылку аппарата на Луну и облет ее, полет человека в космос, глубокое исследование космического пространства. Немногие знали, что средство для решения ряда из этих проблем уже создано, что им как раз и является многоступенчатая баллистическая ракета, а докладчик, рассказывающий о значении творчества К. Э. Циолковского, — ее главный конструктор, и все его «фантастические» слова — это реальная программа ближайшего времени.
Ракета была во всех отношениях качественным скачком в развитии ракетной техники, родоначальницей ее новой ветви — ракетно-космической.
И С. П. Королев не только знал, что эта ракета в варианте ракеты-носителя спутника уже готовится к историческому старту, намеченному на 4 октября. Он верил в уникальные потенциальные возможности этой машины, в создание которой были вложены талант и труд многотысячных коллективов многих областей науки, техники и промышленности, организованных и направленных Коммунистической партией на подвиг, открывший человечеству совершенно новую неисчерпаемую область деятельности.
ПЕРВЫЙ ИСЗ
Свершилось! Человеческий разум бросил вызов силам природы и одержал величайшую победу: на орбите первый искусственный спутник Земли!
Он появился над планетой 4 октября 1957 года, в канун празднования 40-й годовщины Великого Октября. Изумленный мир следил за ним, завороженно слушал его позывные «бип…бип…бип» и не переставал удивляться ему, как чуду. Волна восторга катилась по планете.
Искусственный спутник Земли (ИСЗ) начал свое космическое путешествие с космодрома Байконур, который в те дни еще не был известен всему миру.
Рис. 1. МОДЕЛЬ-КОПИЯ СОВЕТСКОЙ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ «КОСМОС»:
1—головной обтекатель (бук, береза), 2 — поршень (эбонит), 3 — парашют, 4 — парашютный контейнер (бумага), 5 — цилиндр (бумага), 6 — замедлитель двигателя второй ступени, 7 — фигурный шпангоут (текстолит), 8 — микроракетный двигатель второй ступени, 9 — корпус второй ступени (бумага), 10—шпангоут (липа), 11 — жгут резиновый (4 шт.), 12 — стальная ось Ø 0,5, 13— кронштейн стабилизатора (4 шт. — сосна) 14 — перо стабилизатора (4 шт. — органическое стекло), 15 — пиротрубка (бумага), 16 — корпус первой ступени (бумага), 17 — парашютный контейнер (2 шт. — бумага), 18 — парашют первой ступени (2 шт.), 19 — пыж (2 шт. — вата), 20 — замедлитель двигателя первой ступени, 21 — микроракетный двигатель, 22—стакан (бумага), 23 — шпангоут (картон), 24 — юбка (бумага), 25 — стабилизатор (4 шт. — органическое стекло), 26 — газовые рули (4 шт. — черного цвета, текстолит), 27 — опора (4 шт. — липа), 28 — ось газового руля (4 шт. — сталі ), 29 — стыковочный узел (4 шт. — текстолит), 30 — ферма (10 треугольников — проволока контровочная Ø 1), 31 — короб электропроводки (3 шт. — картон), 32 — антенна (2 шт. — проволока Ø 0,5), 33 — герб СССР (с обеих сторон, аппликация), 34 — люк приборного отсека (бумага). Надпись «СССР» и контуры букв надписи «КОСМОС» красного цвета, наносятся с обеих сторон.
Рис. 2. Первый искусственный спутник Земли.
Советский ИСЗ имел форму шара (рис. 2). Это обеспечило постоянство силы сопротивления атмосферы при любой его ориентации относительно направления движения.
Спутник размещался в передней части ракеты-носителя и прикрывался защитным конусом, который предохранял его от аэродинамических и термических воздействий при прохождении плотных слоев атмосферы. После окончания работы двигателей ракеты-носителя защитный конус был сброшен, спутник под действием специального толкателя отделился от ракеты и начал самостоятельный полет по орбите.
Герметический корпус состоял из двух тонкостенных полуоболочек (соединяемых при сборке), изготовленных из алюминиевых сплавов. Его поверхность была отполирована и подвергнута специальной обработке. Диаметр спутника равнялся 580 мм, вес — 83,6 кг. Внутри размещалась радиоаппаратура вместе с источниками питания. Снаружи были шарнирно прикреплены антенны — два стержня длиной по 2,4 м и два по 2,9 м.
На спутнике были установлены два радиопередатчика, непрерывно излучавшие сигналы 20,005 и 40,002 МГц, которые использовались для контроля за параметрами орбиты, а также для изучения прохождения радиоволн в ионосфере.
Орбита первого ИСЗ представляла собой эллипс. Максимальное удаление от поверхности Земли в апогее составляло 947 км, минимальное в перигее — 228 км. Период обращения был равен 96,17 мин. Плоскость орбиты была наклонена к плоскости экватора под углом 65,1°.
В итоге наблюдений за движением первого искусственного спутника Земли и регистрации многочисленных данных измерений были получены сведения, представляющие для ученых исключительную ценность. Результаты всемирных наблюдений показали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных. Совершая полет по траектории, первопроходец космоса с астрономической точностью появлялся в установленное время над указанными районами земного шара. Продолжительный и тщательный анализ орбитального полета дал возможность представить процесс эволюции параметров орбиты ИСЗ и получить информацию о плотности верхних слоев атмосферы.
Большое значение имели наблюдения за прохождением радиоволн, излучаемых радиопередатчиками спутника. До запуска первого ИСЗ наши знания об ионосфере пополнялись за счет изучения радиоволн, посылаемых с Земли и отражаемых ионосферой. Спутник же, пронизывавший различные области верхней атмосферы и постоянно подававший радиосигналы различной частоты, как бы вел репортаж о ее состоянии и свойствах.
Для ученых это был один из самых интересных репортажей, продолжавшийся в течение 92 суток. За это время первопроходец космоса совершил 1400 оборотов вокруг Земли и пролетел около 600 млн. км.
Спустя месяц после запуска первого искусственного спутника мир облетела весть о новом достижении нашей науки и техники — запуске второго ИСЗ (рис. 3). На его борту находилась космическая путешественница — собака Лайка. Спутник представлял собой последнюю ступень ракеты-носителя. Вес научной аппаратуры, источников энергии, радиоустановки и контейнера с собакой составлял 508,3 кг. Второй ИСЗ двигался по более вытянутой орбите и в апогее достигал высоты 1671 км. Он сделал около 2370 витков вокруг планеты и летал в течение 162 суток, до 14 апреля 1958 года.
Рис. 3. Схема размещения аппаратуры на втором искусственном спутнике Земли:
1 — защитный конус, сбрасываемый после выведения спутника на орбиту, 2 — прибор для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, 3 — сферический контейнер с аппаратурой и радиопередатчиками, 4 — силовая рама для крепления аппаратуры, 5 — герметическая кабина с подопытным животным.
Рис. 4. Схема размещения научной аппаратуры третьего искусственного спутника Земли:
1 — магнитометр, 2 — фотоумножители для регистрации корпускулярного излучения Солнца, 3 — солнечные батареи, 4 — прибор для регистрации фотонов в космических лучах, 5 — магнитный и ионизационный манометры, 6 — ионные ловушки, 7 — электростатические флюксометры, 8 — масс-спектрическая трубка, 9 — прибор для регистрации тяжелых ядер в космических лучах, 10 — прибор для измерения интенсивности первичного космического излучения, 11 — датчики для регистрации микрометеоров.
В 1958 год человечество вступило при свете двух советских звезд — двух первых в мире искусственных небесных тел, сиявших над нашей планетой. А 15 мая на околоземную орбиту был выведен третий советский ИСЗ (рис. 4). Это была летающая лаборатория весом 1327 кг с целым комплексом научной аппаратуры. Она совершила свой стремительный полет по орбите, весьма близкой к орбите второго ИСЗ, поднимаясь в апогее на высоту 1881 км. Третий советский спутник вращался над нашей планетой почти два года — в течение 692 суток, сделав 10 037 оборотов.
С помощью трех первых советских ИСЗ ученые получили ценные данные о плотности, давлении и составе верхних слоев атмосферы, провели первые исследования магнитного поля Земли вдали от ее поверхности, радиационных поясов, метеоритной опасности. Результаты этих научных исследований во многом изменили представление об околоземном космическом пространстве.
Первые искусственные небесные тела положили начало новой эре в изучении Вселенной. Но они только приоткрыли завесу над целым океаном научных тайн, хранимых безбрежными просторами космоса. После этого были спутники серии «Космос» и другие околоземные исследователи, автоматические межпланетные станции, направляемые к Луне, Венере и Марсу. На четвертом году космической эры в космосе побывал первый землянин — советский человек, верный сын нашей Родины Юрий Алексеевич Гагарин. Затем заатмосферное пространство штурмовали на «Востоках», «Восходах» и «Союзах» многие советские космонавты. Были многомесячные полеты на орбитальных космических станциях «Салют». Но впервые в космос вышел небольшой металлический шар…
Сегодня космонавтика прочно служит народному хозяйству. Советские ученые создали целый ряд спутников, которые трудятся на благо нашего народа. Сей час над планетой несут вахту метеорологические спутники «Метеор», спутники связи «Молния», «Экран», «Радуга», спутники, помогающие поиску полезных ископаемых и охране окружающей среды.
За прошедшее двадцатилетие на околоземные орбиты и межпланетные трассы мы вывели около 1200 космических аппаратов с научной аппаратурой. Автоматические разведчики вселенной бесконечно раздвинули границы человеческого познания. Необозримо обогатили науку новыми сведениями о нашей Земле, о космическом пространстве, о планетах солнечной системы и о далеких звездных мирах.
Материал готовили В. ВОРОБЕЙ, И. МЕРКУЛОВ
