2.3. Первый искусственный спутник Земли

Официальный старт программе по подготовке и запуску первого искусственного спутника Земли был дан в 1954 г., но подготовка к этому грандиозному для человечества событию началась гораздо раньше. Ученые и изобретатели, десятки лет трудившиеся над созданием ракет с реактивным двигателем, конечной целью работы видели освоение космоса. Один из сподвижников Сергея Королева, конструктор Михаил Тихонравов еще в 1930-е гг. говорил: «Все без исключения работы в области ракетной техники в конце концов ведут к космическому полету».

После окончания Второй мировой войны две супердержавы, СССР и США, вступили в фазу противостояния и наращивания ядерного вооружения. Первой задачей, которую ставили правительства обеих стран перед учеными, была разработка все более и более мощного оружия. Проекты по созданию искусственных спутников Земли отодвигались на второй план, не получая государственной поддержки. Но ученые-энтузиасты, которым приходилось работать в условиях противодействия руководству, продолжали исследования. В СССР группу конструкторов, занимавшихся этим проектом, возглавил Сергей Королев, а в США – выходец из Германии Вернер фон Браун.

Браун еще в 1946 г. представил американскому правительству доклад, в котором демонстрировал возможность создания искусственного спутника за пять лет, к 1951 г. Но его проект не получил поддержки как слишком затратный и фантастический.

В это же время в СССР Михаил Тихонравов предложил запустить в суборбитальный полет по баллистической траектории (без выхода на орбиту Земли) на высоту 200 км ракету с двумя пилотами. Технические возможности для осуществления этого проекта были, но он не получил одобрения руководства, так как все силы и средства были направлены на создание баллистических ракет дальнего действия.

Тихонравов, Королев и их коллеги продолжали, почти подпольно, работать над проектом спутника. Перелом произошел в 1954 г., когда Международная геофизическая организация обратилась к ученым всего мира с просьбой разработать проект по запуску искусственного спутника Земли, который мог значительно продвинуть научные исследования. США заявили, что готовы создать такой спутник. Советский Союз выступил с таким же заявлением. С этого момента программа запуска спутника получила государственную поддержку.

В это время советские ученые работали над двухступенчатой межконтинентальной ракетой? – 7, у которой было множество предшественниц меньшей мощности и дальности полета. Еще до начала программы ученые знали, что эта ракета подойдет и для того, чтобы вывести на орбиту искусственный спутник. Оставалось доработать проект и приступить к испытаниям. В течение последующих двух лет была осуществлена грандиозная работа: построен новый полигон близ казахстанского поселка Тюра-Там, введены в строй многочисленные наземные службы, необходимые для запуска и наблюдения за спутником, доработана ракета P-Z.

На орбиту планировалось вывести довольно массивный, весом до 1400 кг, спутник, на борту которого должно было находиться около 250 кг научно-исследовательской аппаратуры. Он получил название объект «Д». Этому объекту так и не довелось попасть на орбиту. Запуск спутника был запланирован на 1957 г., и уже в конце 1956-го стало ясно, что подготовить объект «Д» к этому сроку не удастся – не хватало времени на создание высокопрочного исследовательского оборудования. Тогда Сергей Королев отправил правительству доклад: «Имеются сообщения о том, что в связи с Международным геофизическим годом США намерены в 1958 г. запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории – объекта «Д» вывести в космос простейший спутник». Предложение конструктора было принято.

Спутник, который отправился в космос, был довольно простым аппаратом сферической формы с антеннами снаружи и двумя радиомаяками внутри, сигналы которых могли принимать радиолюбители всего мира. Он был оснащен системой терморегуляции, аккумуляторами, обеспечивающими бесперебойное питание, и переключателями.

Первый запуск Р-7 состоявшийся в марте 1957-го с космодрома в Казахстане, был неудачным. Ракета взлетела, но через полторы минуты отказал один из боковых двигателей, и она рухнула на землю в трехстах метрах от космодрома. Расследование показало, что проблема возникла из-за разгерметизации устройства, подающего топливо. Вторая и третья попытки, осуществленные в июне-июле, также закончились неудачно, несмотря на то что конструкторы устранили все обнаруженные ошибки. Успех был достигнут только в августе – испытателям удалось совершить два благополучных сверхдальних полета: ракеты, как и планировалось, приземлились на Камчатке.

Ракета, предназначенная для отправки спутника на орбиту, была модифицирована: головную часть, которая обладала значительной массой, заменили системой прикрепления спутника, часть радиоаппаратуры, которая не использовалась в полете, убрали. Таким образом, ракета стала на несколько тонн легче.

4 октября 1957 г. в 22:28 состоялся запуск ракеты, несущей на себе первый искусственный спутник Земли. Через пять минут ракета вместе со спутником вышла на околоземную орбиту, высота которой в ближайшей точке к поверхности Земли (перигее) составляла 288 км, а в наиболее удаленной точке (апогее) – 947 км. Еще через 20 секунд спутник отделился от ракеты и начал подавать радиосигналы. Только после того, как он совершил один оборот вокруг Земли и ученые убедились, что все в порядке, ТАСС передало свое знаменитое сообщение: «…4 октября 1957 г. в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли, и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.)».

Спутник-1 пробыл на орбите 92 дня, успев совершить за это время 1440 полных оборотов вокруг земного шара. В течение двух недель после запуска он транслировал радиосигналы, которые принимали радиолюбители всего мира. Сообщения о его перемещениях повсеместно передавались по радио, так что все желающие могли увидеть движущуюся точку в небе. 4 января 1958 г. аппарат вошел в плотные слои атмосферы и сгорел, как и было предусмотрено, из-за трения о воздух.

Схема первого искусственного спутника Земли

Новость о спутнике, выведенном на околоземную орбиту советскими учеными, мгновенно облетела весь мир, вызвав небывалый ажиотаж.

Для американских ракетостроителей это было поражением, ведь между учеными СССР и США велось негласное соревнование за первенство в освоении космоса. Работы по подготовке к запуску спутника, которые велись с 1954 г., заканчивались в режиме аврала, возможно, именно поэтому запуск, состоявшийся в декабре 1957 г., закончился взрывом ракеты сразу после старта. Попытка, завершившаяся успехом, состоялась в США только в феврале 1958 г.

Спутник-1 не был оснащен сложной аппаратурой, тем не менее с его помощью ученым удалось получить немало данных. Радиоволны, которые он излучал, позволили исследовать верхние слои атмосферы, которые до этого были недоступны. Плотность ионосферы удалось подтвердить экспериментально, по торможению спутника. Кроме того, конструкторы смогли проверить технические идеи и расчеты, связанные с запуском и полетом. Но главное его значение было в том, что человечество преодолело силу притяжения и заглянуло за горизонт земной атмосферы, в космос.