История ракетостроения в России
Реферат
«История ракетостроения в России»
Куприянов Иван Александрович
КТМ-1301
Тверь 2013
Введение
В наши дни ракетостроение тесно связано с космонавтикой, поэтому необходимо дать ей определение. Космонавтика - совокупность отраслей науки и техники, обеспечивающих освоение космического пространства и внеземных объектов с использованием ракет и космических аппаратов.
Технический прогресс не стоит на месте, очень важно иметь представление, в какую сторону развиваться далее в области космонавтики, а для этого необходимо вспомнить основные этапы создания и развития космической техники, ознакомиться с биографией великих конструкторов, учёных, занимавшихся разработками в данной сфере деятельности, попытаться понять мотивацию их поступков, нацеленных на определённый результат, сделать свои выводы.
Мы постараемся, опираясь на реальные факты, показать значимость ракетно-космических средств, и их важное место в жизнедеятельности человека.
Также хочется уделить особенное внимание конструкторам и учёным, внёсшим свой вклад в развитие космоса. Касаясь непосредственно предпосылок зарождения космонавтики, мы, несомненно, вспомним про Циолковского, Королёва, Брауна. Они внесли особенный вклад в развитие теории полётов и реактивного движения, нашли ответы на ключевые вопросы ракетодинамики. Эти моменты должен знать каждый человек, в той или иной мере связанный с космической отраслью.
1. История создания и применения ракет
В книге «Отечественное ракетостроение», из которой я брал основную информацию, даётся весьма интересная информация, и несмотря на то что книге почти 40 лет, она актуальна до сих пор и что самое главное охватывает широкую аудиторию.
Например, автор книги считает, что принцип реактивного движения, применяемый в современных ракетах, известен человечеству с древнейших времён. Первый реактивный двигатель описан древнегреческим учёным и инженером Героном, жившим примерно в I в. н.э. в Александрии. В одном из своих трудов - «Пневматика» - Герон даёт чертежи и описание эолипида - шара, вращающегося под действием реактивной силы, образующийся за счёт выходящей струи пара.
Лучшим средством по сравнению с паром для создания реактивной силы явились летательные смеси вроде пороха, также изобретённые в глубокой древности.
В старинных летописях имеются упоминания о том, что у восточных народов ещё в Х - XII вв. появились пороховые ракеты, которые носили наименование «огненных стрел» и применялись при осаде крепостей. Их устройство было довольно примитивным. К обыкновенной стреле прикреплялась бумажная гильза с пороховым зарядом. В головной части находился зажигательный состав. Порох зажигался шнуром.
Позднее в Китае и Индии нашли применение в военном деле также ракеты-снаряды. Они взрывались после того, как выгорал «посылающий» и начинал действовать «зажигающий» порох. Более совершенные боевые ракеты с железными гильзами весом от 3 до 6 (кг), снабжённые для устойчивости бамбуковыми палками длинной 2,5 (м), применялись Индией в конце XVIII в. в борьбе против английских колонизаторов.
Догадливый английский инженер Уильям Конгрев с 1804 г. стал работать над усовершенствованием индийских боевых ракет и создал свои ракеты весом в 5,10, и 12,3 (кг), а также пусковую установку к ним.
В конце XVII - начале XVIII в. в России также имелись свои ракеты различного назначения, налаживалось их производство. Но подлинное развитие ракетная техника получила в более позднее время.
В 1815 г. Александр Дмитриевич Засядко начал работать над созданием боевых пороховых ракет. Сконструировал боевые ракеты трёх калибров, разработал технологию их изготовления, создал пусковые станки, позволяющие вести залповый огонь (6 ракет), и приспособления для наведения. Провёл большое число опытных пусков ракет и достиг дальности их полёта до 2300(м). Разработал рекомендации по выбору оптимальных параметров ракет, определению дальности их полёта и рассеивания в зависимости от углов запуска, рассмотрел возможность и эффективность запуска связки ракет, методы транспортировки и боевого использования ракет. Организовал производство ракет в специальном «ракетном заведении», сформировал первое в русской армии ракетное подразделение.
Результаты работ Засядко изложил в труде «О деле ракет зажигательных и рикошетных» (1817 г.), являющемся первым достаточно полным наставлением по изготовлению и боевому использованию ракет в русской армии.
В 1820 г. Засядко был назначен начальником первого Артиллерийского училища в России, в 1826 стал начальником артиллерии штаба русской армии. В 1829 г. Получил чин генерал-лейтенанта.
В своей пиротехнической лаборатории за два года Засядко создал несколько типов боевых ракет от 2-х до 4-х дюймовых. Ракеты имели гильзы, изготовленные из листового железа, в которые помещался заряд чёрного дымного пороха. Верхняя часть Гильзы закрывалась колпаком, заполненным боевым зарядом, в её нижнюю часть ввинчивался поддон, в котором имелись отверстия для выхода газов. К корпусу гильзы скобами прикреплялся деревянный стержень, предназначенный для стабилизации ракеты в полёте.
Боевые ракеты Засядко применялись в 1825 г. На Кавказе против вражеской конницы. В эти годы « ракетное заведение» выпускало 6-,12-,20- и 36- фунтовые ракеты, а также соответствующие треножные станки к ним.
В начале 1827 г. «ракетному заведению» было приказано изготовить срочно три тысячи боевых и зажигательных ракет. Во время манёвров русских войск, происходивших в 1827 г. под Красным Селом, в целях ознакомления с действием нового оружия было израсходовано пятьсот боевых ракет
В 1828 г. было принято решение «ракетное заведение» отправить на турецкий фронт с тем, чтобы организовать производство ракет непосредственно в районе боевых действий.
Предполагалось, что ракетное заведение будет производить шесть тысяч ракет в год.
«Ракетное заведение» обосновалось в Тирасполе, организовало снабжение действующей армии боевыми ракетами.
Для действующих войск были написаны рекомендации, в которых весьма высоко оценивалась роль ракетных подразделений в бою и указывалось, что в основу тактического применения ракет должны быть положены совместные действия ракетчиков с артиллерией.
Так, ракетные батареи, как правило, должны были располагаться впереди артиллерии, прикрывая её развёртывание или отход.
Во время русско-турецкой войны 1828-1829 гг. боевые ракеты конструкции генерала Засядко умело и с большим эффектом применялись в сухопутных войсках при осаде турецких крепостей Варна, Силистрия и Браилов, а также на черноморском флоте и Дунайской флотилии.
В 1826 г. начальником «ракетного заведения» стал вместо генерала Засядко его ученик Василий Михайлович Внуков.
Большой вклад в ракетостроение внёс в середине ХIХ в. К. И. Константинов. Родился в 1817 году, окончил Михайловское артиллерийское училище в 1836 г.
ноября 1844 г. «за изобретение электробаллистического прибора для измерения скорости полёта и за отличную службу» был награждён орденом 4 степени.
С 1847 г. систематически занимается конструированием и производством боевых ракет. С марта 1850 г. был назначен командиром Петербургского «ракетного заведения». С 1861 г. Константинов деятельно занимается проектом построения ракетного завода в Николаеве, а с 1867 г. становится его руководителем.
В последние годы своей жизни, невзирая на тяжёлую болезнь, Константинов продолжал заниматься ракетным делом. Он написал большую работу «Усовершенствование фейерверков» и статьи по специальным ракетам. Он был одним из талантливейших и разносторонних деятелей отечественной науки и техники XIX в.
В истории развития ракетного дела ему принадлежит особое место как учёному, заложившему основы науки о боевых ракетах.
Пророчески звучат в наши дня слова Константинова в его сочинении «О боевых ракетах»: «Нам кажется, что выгоднее организовать из ракетчиков самостоятельное оружие…, одарённое особенными качествами, которое зависело бы от главноначальствующего подобно тому, как подчиняется ему каждое из отдельных оружий, составляющих различные рода войск».
Константин Иванович Константинов скончался в г. Николаеве 12 января 1871 г.
. Применение реактивной тяги для пилотируемого полета
Впервые в мире русский изобретатель-революционер Н.И. Кибальчич предложил в 1881 г. проект летательного аппарата ракетного типа для полёта человека. Он был человеком смелой мысли. Мечтая о лучшем будущем, он отдавал всего себя делу служения народу. Недаром, находясь в камере смертников, он написал вещие слова:
Реактивный летательный аппарат, предложенный Кибальчичем, представлял собой платформу с металлическими стойками, к которым при помощи цапф крепился мощный пороховой ракетный двигатель. Топливом для него должны были служить специальные пороховые шашки. По идее изобретателя эти шашки вводились в камеру сгорания двигателя специальным механизмом часового типа.
При разработке реактивного летательного аппарата Кибальчич высказал ряд идей, которые нашли своё воплощение в современном ракетостроении. Так, например, изменение полёта летательного аппарата предусматривалось осуществлять путём поворота двигателя (т.е. путём изменения направления истечения газов реактивного струи). Для работы двигателя было предложено использовать бронированный порох с внутренним каналом.
Применение такого пороха позволяло достигать прогрессивного горения. В своём проекте Кибальчич также предусматривал применение крыльев.
Проект реактивного воздухоплавательного аппарата Н.И. Кибальчича был похоронен в архивах полицейского управления после его казни 3 апреля 1881 г. за свою революционную деятельность. И лишь после Великой Октябрьской социалистической революции в 1918 г. этот проект был впервые опубликован в журнале «Былое».
Научная статья №5 журнала «Научное обозрение», именуемая «Исследование мировых пространств ракетными приборами» и другие многие работы основоположника ракетной техники и космических средств Циолковского, а затем и работы его последователей позвали в ракетную технику и космонавтику многих молодых энтузиастов - «работников великих намерений», как называл их учёный. На его работах впоследствии выросло целое поколение отечественных учёных, инженеров, изобретателей, перешедших к практическому осуществлению задуманных Циолковским идей.
Учёный написал множество статей, в которых развил теорию космических кораблей, приводимых в движение жидкостными ракетными двигателями, и создал математическую теорию космических перелётов.
К 1903 году он разработал конструкцию ракеты с двигателем, работающем на водороде и кислороде, в котором «горение смеси вызовет выход горячих газов через сопло».
В своих работах Циолковский рассматривал вопросы применения и других видов горючего. Кроме того, он предложил использовать маховик, или гироскоп, для стабилизации полёта, а также устанавливать газовые рули в сопле ракетного двигателя для управления направлением полёта. Ещё одной из его революционных идей была идея многоступенчатой ракеты. По его гипотезе, связка ракет должна была работать в «пошаговом» режиме. Когда в очередной ступени закончится топливо, она будет сброшена, тем самым освободив движущийся аппарат от лишнего веса. За счёт этого космический аппарат сумеет развить скорость, необходимую выхода на орбиту. Гениальный учёный рассчитал, что при скорости 8 (км/с) центробежная сила уравновесит силу тяжести, и ракетный снаряд не упадёт на Землю, а выйдет на стабильную траекторию полёта вокруг Земли - орбиту.
Некоторые из теорий Циолковского вскоре были воплощены в жизнь советскими инженерами - его так называемыми великими продолжателями.
Одним из таких продолжателей стал крупный учёный и талантливый изобретатель Ф.А. Цандер. Его научно - инженерная деятельность была многогранной. Он много работал над дальнейшим развитием ракетодинамики и теории полёта в космос, над созданием теории проектирования жидкостных ракетных двигателей и ракет, а также большое внимание уделял экспериментально - конструкторским работам в области ракетной техники.
С 1916 по 1929 г. над решением проблем ракетной техники и космонавтики активно трудился талантливый исследователь Ю.В. Кондратюк. В 1929 г. в Новосибирске было опубликовано его исследование «Завоевание межпланетных пространств». В этой работе и четырёх рукописях, написанных, предположительно с 1916 - 1929 гг., автор высказал целый ряд перспективных идей, которые впоследствии нашли свое воплощение в современной ракетной технике и космонавтике.
В 1922 году в Ленинграде была создана Газодинамическая лаборатория, занимавшаяся усовершенствованием существующих конструкций твёрдотопливных ракет военного назначения. Были созданы жидкостные ракетные двигатели, а также новые конструкции двигателей с однокомпонентным топливом. Первый жидкостный ракетный двигатель, получивший название ОРМ - 1, был испытан на стенде в 1931 году. После более чем 40 испытательных запусков инженеры начали разрабатывать новые модификации ОРМ, совершенствуя основные узлы двигателя, такие, как камера сгорания, и экспериментируя с различными видами топлива,- в частности, была отработанна комбинация с газолином в качестве топлива и азотной кислоты в качестве окислителя.
Кроме того, в 1931 году была открыта Группа Изучения Реактивного Движения (ГИРД), которая сосредоточила свои усилия на разработке жидкостных ракетных двигателей. На следующий год советское правительство создало филиал ГИРД в Москве, получивший название Научно-исследовательского ракетного центра. Его возглавил Сергей Королёв, инженер и лётчик - испытатель. Группа под руководством Королёва сначала разработала серию жидкостных ракет, использовав в качестве топлива твёрдый (гелированный) газолин и жидкий кислород. 17 августа 1933 года была запущена ракета «ГИРД 9». Она достигла высоты 1.5 (км), и её можно считать первой советской зенитной ракетой. Следующая ракета, «ГИРД 10», работала на жидком газолине и жидком кислороде. Она была запущена 25 ноября 1933 года и достигла высоты примерно 5(км).
. Ракетостроение после Второй мировой войны
Поскольку скорое начало Второй мировой войны было очевидно для руководства страны, все работы по ракетам были засекречены. Но все эти секретные мероприятия стали вовсе бесполезны, после того как Королёв был осуждён 27 июня 1938 года вплоть до 1944 года.
Советский Союз сворачивает работу над баллистическими управляемыми ракетами на жидком топливе. Это позволило Германии, пользуясь идеями, приведёнными в трудах К.Э.Циолковского, создать в щедро финансируемом научно-исследовательском центре в Пенемюнде и испытать баллистическую управляемую ракету «А-4»(«V-2», «Фау-2»).Она стала одним из наиболее смертоносных и разрушительных оружий Второй мировой войны, хотя применение её и пришлось на период окончания войны.
Ракета «А-4» весила двенадцать с половиной тонн и приводилась в движение двигателем с тягой в 25 тонн, работавшим в течение 68 секунд. Топливом служили спирт и жидкий кислород. Охлаждение двигателя осуществлялось компонентами топлива до их поступления в камеру сгорания. Управление движением ракеты производилось, при помощи рулевых поверхностей из графита, находившихся в сопле двигателя. Успешным стал лишь третий запуск ракеты, состоявшийся 3 октября 1942 года. Она достигла высоты более 85(км) и упала на землю в 200-х км. от Пенемюнде. Позднее, в 1944-м году «A-4» поразит Лондон, Париж, далее станет известно, что до окончания войны по целям в Великобритании и континентальной Европе было выпущено 2789 ракет «Фау-2».
Советское правительство было шокировано известием о наличии у Германии такового «Оружия возмездия».Капитан Вальтер Дорнбергер, возглавлявший полигон в Пенемюнде, сказал: «Сегодня появился на свет первый космический корабль». Немецкие инженеры уже спроектировали и построили двухступенчатую ракету, сделав гигантский шаг к освоению космоса. Их надежды создать ракеты, способные облететь Землю и даже долететь до Луны были вполне реалистичны, но всё это было отложено, поскольку на текущий момент главными задачами являлись военные. Советское правительство вскоре потребовало от наших инженеров ответных шагов.
. «Космическая гонка» или «Битва за космос»
Определённые коррективы в деятельность фон Брауна и его инженеров внесла операция «Скрепка», проводимая США, и аналогичная операция со стороны СССР. Эти мероприятия дали сверхдержавам доступ к знаниям немецких ракетчиков. Это был поворотный пункт в освоении космоса. Когда союзные войска окружили немецкий полигон в Пенемюнде, а окончание войны стало очевидным, фон Браун принял решение, что если им сдаваться в плен, то сдаться необходимо американцам, а не русским.
Согласимся, что захват Пенемюндского полигона и Нордхаузена со всеми вытекающими из этого последствиями - момент переломный, но и одновременно очень интересный. Чем он был интересен? Я сразу вспоминаю, просмотренный мною ещё в школе фильм BBC «Битва за космос». Думаю этот фильм смотрели многие. По сюжету этого док. фильма фон Браун «висел на волоске» от гибели. Не в смысле физической расправы, просто американские представители власти, уполномоченные заниматься деятельностью группы немецких инженеров, вдруг вспомнили про нацистское прошлое их руководителя. Соответственно возникло много вопросов и сомнений со стороны США.
Однако, со временем фон Браун и его группа уже успешно запускают новую двухступенчатую модификацию «Фау-2»,которую впоследствии назовут «Капрал». С помощью таковой ракеты США успешно вели исследование по изучению верхних слоёв атмосферы, а двухступенчатая ракета «Бампер» достигла околоземного космоса.
Таким образом, в 1950 году на песчаном мысе во Флориде было начато строительство испытательного полигона. Название этого мыса - Канаверал навсегда вошло в историю космической эры.
. Разработки русских ученых по трофейным документациям
Немецкие инженеры, захваченные группой войск второго Белорусского фронта под командованием генерала Константина Рокоссовского, были отправлены на Восток, правда, не в столь комфортных условиях, в которых пребывали их коллеги на Западе.Вскоре под руководством Королёва и других инженеров из ГИРД была разработана модификация «Фау-2», получившая название «Т-1». Затем была создана одноступенчатая геофизическая ракета, которая могла доставлять научное оборудование весом до 130 (кг). На высоту до 100 (км). Следующая ракета «Т-2»,получившая неофициальное название «Митя», поднималась уже на высоты до 190(км) с полезной нагрузкой до 80 (кг).
Американцы в противовес нашим ракетам серии «Т» ввели в эксплуатацию ракеты серии «Викинг», схожие по характеристикам с нашими ракетами. С 1949 по 1954 год в рамках программы «Викинг» были произведены 12 пусков. Максимальная высота составила 157 миль(252 (км)). Ракеты «Викинг» создавались Исследовательской лабораторией ВМФ США и фирмой «Мартин». Стоит отметить, что в СССР имелся к тому времени уже военный вариант «Т-2», представлявший собой баллистическую ракету средней дальности (БРСД). На его базе велись работы по созданию межконтинентальной баллистической ракеты.
В 1957 г. была разработана новая ракета - «Т-3». Космические технологии сделали шаг вперёд. Ракета смогла поднять груз свыше двух тонн на высоту 211 (км)! «Т-3» стала первой в мире межконтинентальной баллистической ракетой, поскольку военные потребности были выдвинуты на первый план.
Теперь давайте поговорим о разработках США и соответственно СССР для достижения высших научных идей периода 50-х гг. XX в.
В 1955 году успехи в ракетных технологиях позволили американцам сделать заявление о том, что научно-исследовательская ракета «Авангард» сможет вывести на орбиту искусственный спутник Земли в 1957 году, и это позволит провести наблюдения Земли из космоса в рамках международного геофизического года. «Авангард» был создан на основе ракеты «Викинг», в рамках работы с которой были произведены 12 пусков с полигона Уайт Сэндз. СССР также заявил о возможности запуска первого искусственного спутника Земли со своей стороны в 1957 году, однако это заявление было встречено с недоверием, поскольку в мире никто не верил, что СССР достиг в ракетных технологиях успехов, хотя бы близких к тому, что сделано в США. Это явилось следствием секретности, в которой осуществлялась советская программа. Проект «Авангард», в свою очередь, официально имел статус гражданского, но его руководство осуществлялось ВМФ США, выигравшим конкурс на создание ракеты в рамках Международного геофизического года, соревнуясь с проектами армии и ВВС. ВВС предложили в качестве модифицированный вариант крылатой ракеты «Бомбарк» с консольно установленной второй ступенью, а армейские конструкторы во главе с фон Брауном предложили усовершенствованный вариант ракеты «Редстоун», получившей название «Юпитер С». Обе ракеты имели военное назначение, и президент США Дуайт Эйзенхауэр принял решение не возмущать общественное мнение, запуская научный спутник с помощью военной ракеты. Будто бы он не знал, что в СССР планируют поступить именно так.
Однако же «Юпитер С» 7 августа 1957 достигает высоты 960 (км), но она не была оснащена дополнительной ступенью, при помощи которой возможно было вывести на орбиту первый искусственный спутник США. После шокирующего фон Брауна запрета Эйзенхауэра в процессе работы над «Авангардом» возникли технические трудности. Как бы печально не звучало тогда это заявление президента для американских исследователей космоса, вскоре стало очевидно, что США смогут запустить свой искусственный спутник в 1958 году. В это время в степях Казахстана в местечке Тюратам советский конструктор Королёв готовил к запуску первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету. 26 августа 1957 года СССР объявил, что третьего августа был произведён запуск «первой сверхдальней межконтинентальной многоступенчатой баллистической ракеты». Первая ступень была сделана на базе связки из пяти геофизических ракет. Четыре боковые ракеты, выработав топливо, сбрасывались, а центральный блок продолжал полёт, достигая больших высот. Когда первая цель, создание МБР, была достигнута, Королёв начал готовить следующую ракету для более зрелищного запуска.
Постановление о работах в СССР над искусственным спутником Земли (ИСЗ) было принято 30 января 1956 года. Оно предусматривало создание в 1957-1958 гг. и выведение ракетой типа Р-7 неориентированного искусственного спутника Земли массой 1000-1400(кг) с аппаратурой для научных исследований массой 200-300(кг). Главным исполнителем проекта назначили ОКБ-1. К концу 1956 года выяснилось, что есть реальная угроза срыва намеченных планов по запуску конструируемого спутника из-за трудностей создания научной аппаратуры и более низкого удельного импульса тяги в пустоте двигателей ракеты Р-7.(304 вместо 309-310(кг*с/кг) по проекту). Правительством был установлен новый срок запуска- апрель 1958 года. В связи с этим ОКБ-1 внесло предложение о запуске простейшего спутника массой порядка 100(кг) в апреле-мае 1957 года, до начала Международного геофизического года (июль 1957 года). В связи с этим постановлением ОКБ-1 15 февраля 1957 года было принято постановление, предусматривающее выведение простейшего неориентированного спутника Земли, который представлял собой контейнер сферической формы диаметром 580(мм). Его корпус состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами.
Итак, запуск ракеты-носителя 8К71 ПС М1-ПС(модификация Р-7) с первым ИСЗ состоялся 4 октября 1957 года по московскому времени (это был пятый пуск ракеты Р-7). II ступень ракеты со спутником вышла на орбиту с перигеем 228 и апогеем 947 (км) и временем одного оборота вокруг Земли 96, 2 мин. ИСЗ отделился от II ступени ракеты-носителя на 315-й секунде после старта.
Московское радио выдало в эфир эти потрясающие весь мир новости на следующий день после запуска, 5 октября. Название аппарата, «Спутник», было весьма естественно для русского языка. Оборудование «Спутника» было простейшим. В него входили два радиопередатчика весом 3,5 (кг), передававшие сигнал на частотах 20 и 40 (МГц). Их принимали радиоприёмники по всему миру, и простенький «бип-бип» стал синонимом начала Космической Эры. Кроме того, они не давали покоя всему западному миру, особенно США, которые проиграли космическую гонку государству, во всеуслышание объявлявшемуся отсталым и не обладающим столь мощными, как у Америки, технологиями.
Помимо этого, «Спутник» продемонстрировал миру первое применение искусственных спутников Земли. Внутри сферического корпуса, заполненным жидким азотом, находились температурные датчики. Данные с них преобразовывались в изменение тональности сигнала со спутника. Это позволяло инженерам следить за воздействием изменений температуры на работу систем спутника. Характер прохождения сигналов через атмосферу Земли способствовал исследованию ионосферы, а изменения в движении по орбите спутника и последней ступени ракеты давали возможность оценивать плотность атмосферы на различных высотах. Пеленгация сигналов «Спутника» западными станциями стала первым шагом к созданию современной системы GPS, поскольку точное определение положения «Спутника» на орбите достигалось за счёт Эффекта Доплера, смещения частоты электромагнитной, звуковой или другой волны при движении её источника относительно наблюдателя.
В соответствии с установленными международными правилами, появившиеся на орбите объекты получили номера 1957Альфа 1,2 и 3. Обозначение Альфа 1 получила центральная часть ракеты-носителя, весившая после выработки топлива примерно 7,5 тонны. Впоследствии кто-то с усмешкой заметил, что первым зарегистрированным искусственным объектом в космосе был первый кусок космического мусора. Сам «Спутник 1» (или «Спутник») получил обозначение Альфа 2, а носовой корпус, ставший вторым куском космического мусора,- Альфа 3. Питание аппаратуры «Спутника» осуществлялось от обычных химических элементов, и, к облегчению западных наблюдателей, через 21 день полёта «бип-бип» прекратился. Через некоторое время потеря скорости, вызванная трением о верхние слои атмосферы, привела к тому, что «Спутник 1» начал терять высоту и сгорел вследствие трения о воздух. Это произошло 4 января 1958 года. Позднее такое явление получило название «вхождение в плотные слои атмосферы». Ракету-носитель и носовой обтекатель постигла та же участь.
Таким образом, выход на орбиту «Спутника 1» явился величайшим достижением ракетно-космической программы СССР, но советское правительство решило не оставаться на достигнутом и нанести так называемую «Вторую пощёчину Америке».
Прежде чем США смогли хоть как-то ответить на полёт «Спутника 1», 3 ноября того же года на околоземную орбиту вышел второй спутник, получивший название 1957 Бета. «Спутник 2» весил целых 508 (кг). Вместе с ним за границами земной атмосферы оказалось и первое теплокровное. «Первый великий шаг человечества состоит в том, чтобы вылететь за атмосферу и сделаться спутником Земли. Остальное сравнительно легко, вплоть до удаления от нашей Солнечной системы», - писал Константин Эдуардович Циолковский. Это действительно был великий шаг - чтобы его совершить, нужно было преодолеть множество «препон и рогаток» разного свойства, решить массу разнообразных проблем, многие из которых в истории развития науки и техники возникли впервые. Но первый, самый главный вопрос, который следовало разрешить, - сможет ли человек существовать в космосе? Как он перенесет воздействие факторов космического полета (невесомость, перегрузки, шумы, вибрации, ограничение подвижности, изоляция, существование в замкнутом ограниченном пространстве и пр.). Как узнать об этом, не отправляя человека в космос? Несомненно, с полётом Лайки в космос, человечество ответило на некоторые вопросы, на которые давно искало ответы. Телеметрическая информация, переданная спутником на поверхность Земли, дала первое представление о космическом и солнечном излучении в открытом космосе и подтвердила гипотезу существования вокруг Земли поясов радиации. Но, к сожалению, Лайка была изначально обречена на гибель вследствие недостаточного количества кислорода в транспортирующей её капсуле. Вслед за пуском «Спутника 2» следовал ряд ответных запусков американских спутников, имевших тогда на борту несколько иное научное оборудование, нежели наши спутники.
Полет человека в космос - закономерный и, можно сказать, неизбежный этап развития цивилизации, и это отмечал еще на рубеже XX в. наш соотечественник К.Э. Циолковский. В 20-30-х годах нашего столетия о полете человека в космос, к другим мирам много говорили и спорили. Но в те годы ракетная техника лишь зарождалась, и запускаемые тогда ракеты не могли подняться даже до высот, которые к тому; времени уже давно были освоены авиацией.
В 50-х годах развитие ракетной техники достигло такого уровня, когда полет человека на космическом корабле вокруг Земли стал реальностью. И надо сказать, что и в преддверии космического века, большинству ученых и специалистов в области ракетной техники, предсказывая предстоящие запуски первого искусственного спутника Земли, говорили о нем не иначе, как о предвестнике первых полетов человека в космос. Об этом писалось в научной литературе, а на первых заседаниях Международной Астронавтической федерации в начале 50-х годов во всех докладах главным образом рассматривались вопросы, связанные с пилотируемыми полетами по орбите вокруг Земли.
В результате недооценки американскими лидерами целесообразности идеи пилотируемых полётов мы опередили США и на этом этапе космической гонки, и первым человеком, полетевшим в космос, стал наш соотечественник Ю.А. Гагарин; 108 минут, один виток вокруг нашей планеты, предстояло сделать Юрию Алексеевичу, который стартовал в корабле «Восток» утром 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур в Казахстане.
ракетостроение космос реактивный полет
Заключение
Действительно, запуск «Спутника 1» явился предпосылкой для первого полёта в космос, а сам полёт человека явился предпосылкой для дальнейших исследований космоса человеком, более глубоких, более детальных исследований. На смену «Востоку» пришёл со временем ракета-носитель «Салют». Полтора десятка лет прослужили «Салюты» добрыми жилищами на орбите. С 1986 года действовала станция нового поколения - еще более комфортабельный «Мир» с индивидуальными каютами для отдыха и сна и при той же примерно кубатуре более просторный за счет более рациональной приборной «меблировки». Шесть стыковочных узлов «Мира» вместо двух у «Салюта» позволяют создать в околоземном космосе не то что лабораторию, а целый исследовательский институт. Но и на этом этапе, будучи соперниками, ни США, ни СССР не намерены были останавливаться.
В том столь счастливом для советского общества 1957 году во время запуска первого искусственного спутника Земли возникла идея создания спутниковой навигационной системы.
Для чего нужны были собственно эти системы? Да хотя бы для того, чтобы контролировать перемещение собственной авиации в любой точке воздушного пространства, что было весьма актуально для начала ХХ в. Некоторые специалисты задумались, почему бы не использовать принимаемый со спутника сигнал для определения положения на Земле по измерениям доплеровского смещения частоты при известной орбите спутника и модели его движения. Через некоторое время появились системы Transit (США) и советская «Цикада», которые работали именно по этому принципу.
В декабре 1976 года было принято правительственное Постановление «О развертывании единой космической навигационной системы «Ураган». Первый спутник в составе этой системы был запущен 12 октября 1982 года, а развертывание всей штатной орбитальной группировки (ОГ) из 24 спутников завершилось 24 декабря 1995 года, практически одновременно с вводом в строй американской системы GPS.
Выбранные параметры ОГ и технологические возможности системы «Ураган» обеспечивали потребителю непрерывное глобальное предоставление навигационных услуг на поверхности Земли, в воздушном и околоземном космическом пространстве (до высот 2 тыс. км) почти со стопроцентной доступностью. Точности навигационных определений были таковы: по плановым координатам - 20 (м), по высоте - 30 (м), по скорости - 5 (см/с), по времени - 0,7 (мкс). Как вы могли заметить, даже в сфере навигационных услуг на пороге их создания между нами и США уже возникло соперничество.
Решение о создании Глобальной Навигационной Системы (ГЛОНАСС) принималось в условиях заметного отставания нашей страны от проводимых США разработок системы Navstar (GPS). Ряд технических характеристик отечественного решения отличался от принятых в системе GPS. Например, в ГЛОНАСС выбранные параметры ОГ обеспечивают, по сравнению с GPS, большую устойчивость движения навигационных спутников, что практически исключает необходимость проведения корректирующих маневров. Принятое в GPS кодовое разделение сигналов, в отличие от частотного разделения в системе ГЛОНАСС, упрощает создание массовой потребительской аппаратуры и позволяет неограниченно наращивать количество спутников на орбите. Но частотное разделение обеспечивает лучшую помехозащищенность. Так что можно констатировать, что уровень проектных решений систем ГЛОНАСС и GPS практически одинаков.
Еще в начале 90-х годов стало ясно, что ГНСС найдут самое широкое гражданское применение. Правительство РФ сделало в 1995 году заявление о предоставлении системы ГЛОНАСС для открытого гражданского использования; были взяты обязательства по предоставлению гражданских сигналов ГЛОНАСС всем потребителям на безвозмездной основе. Однако потом, из-за плачевного состояния экономики в 90-е годы, поддержание системы ГЛОНАСС практически не проводилось. Орбитальная группировка неуклонно сокращалась за счет выработки естественного ресурса спутников и достигла минимума к 2001 году, когда в ее составе остались только 6 работоспособных космических аппаратов . Одновременно деградировал наземный комплекс управления.
В конце 90-х годов под вопросом стояло само дальнейшее существование ГЛОНАСС. Примерно в то же время Европа, понимая стратегическое значение глобальной навигации, приняла решение о создании собственной ГНСС Galileo. Наконец, в 2001 году Постановлением Правительства Российской Федерации была принята разработанная под руководством Российского авиационно-космического агентства (сейчас - «Роскосмос») долгосрочная федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на 2002-2011 годы, целью которой является восстановление системы ГЛОНАСС и ее широкое использование, в том числе в гражданской сфере. В редакции 2006 года эта программа послужила основополагающим документом строительства нынешней системы ГЛОНАСС.
Из всего вышеперечисленного можно понять, какой огромный толчок развитию науки дало ракетостроение, а так же влияние на общество в целом, позволив войти человечеству в новый век сверхбыстрой связи и информационных технологий.