06.10.2017
Первый искусственный спутник Земли
4 октября 1957 года – ровно 60 лет тому назад – в Советском Союзе был осуществлён запуск первого в мире искусственного спутника Земли.
Этим событием было положено начало освоению человечеством космического пространства, качественному скачку в развитии науки, промышленности и военной техники.
Официальное название этого первого космического аппарата — «ПС-1» («Простейший Спутник-1»). Запуск был произведён с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР, получившего впоследствии наименование космодром «Байконур», на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7».
Над созданием и запуском искусственного спутника Земли работала большая группа учёных во главе с С. Королёвым, а также советских работников и военнослужащих, среди которых видную роль играл и наш земляк – уроженец села Острецово Родниковского района Ивановской области, генерал-полковник, в послевоенные годы — заместитель министра среднего машиностроения СССР В. Рябиков (на фото).
В 1946 году Совет Министров СССР принял постановление о развёртывании масштабной работы по развитию ракетостроения. Создание реактивных ракет дальнего радиуса действия вызывалось необходимостью доставки ядерных боеголовок. Межконтинентальные баллистические ракеты и стали средством запуска первых искусственных спутников Земли. Вся эта работа координировалась высшим руководством страны во главе с И. Сталиным и заместителем председателя Совета министров Л. Берия.
С 1951 по 1957 год запуски баллистических ракет осуществлялись, строго говоря, ещё не в космос, а в верхние слои земной атмосферы, до условной границы с космическим пространством. Затем в августе 1957 года с космодрома Плесецк был произведён первый запуск баллистической (космической) ракеты, поднявшейся на высоту более 200 км и достигшей затем заданного района – полигона на Камчатке.
И, наконец, спустя два месяца — 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени СССР запустил первый в мире искусственный спутник Земли, отделившийся от ракеты-носителя и вышедший на околоземную орбиту.
Корпус спутника из алюминиевого сплава был диаметром всего 58 см и общей массой 83,6 кг. Он отделился от ракеты на расстоянии 947 км от земной поверхности, и продолжил дальнейший полёт самостоятельно.
«ПС-1» был разработан как аппарат с двумя радиомаяками, диапазоны частот которых (20 и 40 МГц) были выбраны так, чтобы сигнал спутника могли принимать радиолюбители всех стран на самой простейшей аппаратуре.
Через 314,5 секунд после старта спутник подал свой голос. «Бип! Бип!» — так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты, потом спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных.
И ещё на первом витке его полёта прозвучало сообщение ТАСС: «В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро в СССР создан первый в мире искусственный спутник Земли».
Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1 440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн. км), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие соприкосновения с воздухом.
Запуск спутника имел величайшее международное значение, наглядно показав преимущества советской экономической и общественно-политической системы, уровень научно-технического прогресса, достигнутый спустя всего 12 лет после разрушительной Великой Отечественной войны.
Его полёт увидел весь мир, излучаемый им сигнал мог услышать любой радиолюбитель в любой точке земного шара. Это шло вразрез с представлениями о технической отсталости Советского Союза. Запуск первого спутника нанёс по престижу США сильный удар. «Юнайтед пресс» сообщило: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…».
Второй искусственный спутник Земли
Принципиальное решение о начале работ по созданию спутника для осуществления полёта живого существа было принято еще в 1956 году. Проведение экспериментов в течение длительного времени требовало создания такого оборудования, которое было бы в состоянии автоматически поддерживать необходимые условия для жизни животного в полете, в частности - определенную температуру и влажность, обеспечивать его необходимым количеством пищи и воды, удалять продукты жизнедеятельности и т.д. Исследовательская аппаратура должна была обеспечивать бесперебойную автоматическую регистрацию необходимых научных данных и их передачу на Землю. Необходимо было решить вопросы специальной подготовки животных, в частности к воздействию ряда динамических факторов (шумы, вибрации, перегрузки), длительному пребыванию в фиксированном положении в кабине малого объема со специфическими особенностями питания, водообеспечения, отправления естественных нужд и т.п. Созданием и изготовлением как самого спутника, так и отсека для животного, занимались специалисты королёвского ОКБ-1, работавшие в контакте со специалистами 8-го отдела Научно-исследовательского испытательного института авиационной медицины (НИИИАМ).
После успешного запуска первого спутника Земли 4 октября 1957 года план работ по полёту животного был пересмотрен. Руководство СССР и лично Н.С.Хрущев требовали закрепить успех. В этих условиях было решено пойти на создание второго простейшего спутника без системы возвращения на Землю. Это решение о запуске к сороковой годовщине Октябрьской революции (7 ноября) второго искусственного спутника с собакой стало фактически смертным приговором для будущего четвероногого «космонавта». Официально оно было принято 12 октября 1957 года. В связи со сжатыми сроками второй простейший спутник создавался без всякого предварительного эскизного или другого проектирования - не было времени. Почти все детали изготавливались по эскизам, сборка шла по указаниям конструкторов и путем подгонки по месту. Общий вес спутника — 508,3 килограмма. Чтобы не ставить на спутник отдельную систему передачи данных было решено не отделять КА от центрального блока. Посколько у этом случае вторая ступень ракеты сама по себе выходит на орбиту спутника, то для передачи параметров использовалась аппаратура «Трал», которая была установлена на носителе. Таким образом, второй искусственный спутник представлял собой всю вторую ступень — центральный блок ракеты-носителя.
Для размещения животного на борту спутника была разработана специальная конструкция - герметичная кабина животного (ГКЖ). Укрепленная на силовой раме ГКЖ представляла собой цилиндрический контейнер диаметром 640 мм и длиной 800 мм, снабженный съемной крышкой со смотровым люком. На съемной крышке располагались герметические разъемы для ввода электрических проводов. Кабина для животного была выполнена из алюминиевого сплава. В контейнере весьма компактно располагались подопытное животное и все необходимое оборудование, состоявшее из установок для регенерации воздуха и регулирования температуры в кабине, кормушки с запасом пищи, ассенизационного устройства и комплекта медицинской аппаратуры.
Установка для регенерации воздуха содержала регенерационное вещество, которое поглощало углекислый газ и водяные пары и выделяло при этом необходимое количество кислорода. Запас регенерационного вещества обеспечивал потребности животного в кислороде в течение 7 суток. Для вентиляции регенерационной установки служили малогабаритные электромоторы. Работа установки регулировалась сильфонным барореле, которое при повышении давления воздуха свыше 765 мм рт.ст. выключало наиболее активную часть регенерационной установки. Приспособление для регулирования температуры воздуха включало специальный теплоотводящий экран, на который подавался отводимый от животного воздух, и сдвоенное термореле, включающее вентилятор обдува при повышении температуры воздуха в кабине выше +15°С.
Кормление и обеспечение животного водой производилось из металлического резервуара объемом 3 л, содержащего запас желеобразной массы, рассчитанной на полное обеспечение потребности животного в воде и пище в течение семи суток.
В 8-м отделе НИИИАМ велась подготовка собак для участия в будущих полётах. Руководил работами по тренировке животных и выработке у них необходимых условных связей Олег Георгиевич Газенко. Исходя из определенных заранее размеров контейнера для животного были выбраны небольшие собаки массой не более 6000 г. Сначала животное приучали к обстановке лаборатории и пребыванию в специальных клетках. Объем этих клеток постепенно уменьшался, приближаясь к размерам клетки для собак в герметической кабине спутника. Продолжительность пребывания животных в таких клетках в наземных экспериментах постепенно увеличивалась от нескольких часов до 15-20 суток. Одновременно с этим животное приучали к ношению специальной одежды, ассенизационного устройства (закрепленного на теле мочекалоприемника) и датчиков для регистрации физиологических функций.
В ходе тренировки проводилась тщательная индивидуальная подгонка всего снаряжения. Эта работа считалась выполненной тогда, когда животное спокойно переносило 20-суточное пребывание в тесной клетке со всем снаряжением и при этом у него не отмечалось каких-либо нарушений общего состояния или местных повреждений.
Следующим этапом тренировки было приучение животных к длительному пребыванию в герметической кабине. В этой кабине размещалось все необходимое оборудование, предназначенное для будущего полета спутника. Собаки приучались к обстановке кабины, питанию при помощи автоматов, шуму работающих агрегатов. Производилось гашение реакции животного на сложный комплекс раздражителей, связанных с монтажом аппаратуры и оборудования и герметизацией кабины. Одновременно проводили испытания оборудования кабины и измерительной аппаратуры, в процессе которых они были усовершенствованы.
К моменту готовности к пуску второго, обитаемого искусственного спутника Земли в Институте авиационной медицины была полностью завершена подготовка и тренировка десяти животных, длившаяся в общей сложности около года. Из очень схожих между собой собак было отобрано три: Альбина, Лайка и Муха. Был еще четвертый - кобель Атом, но он умер во время тренировок. Альбина была уже опытным «космонавтом», дважды побывав в космическом полете при запусках геофизических ракет. Окончательный выбор был сделан Владимиром Яздовским дней за десять до пуска. В безвозвратный полёт предстояло отправиться двухлетней Лайке, Альбина была зачислена дублером, а собаку Муху было решено использовать в качестве «технологической» собаки для испытаний с ее участием измерительной аппаратуры и оборудования систем жизнеобеспечения ГКЖ уже на космодроме. Все животные были предварительно прооперированы В.И. Яздовским. Была выведена общая сонная артерия в кожный лоскут для измерения артериального кровяного давления, на грудной клетке были вживлены датчики для регистрации ЭКГ и частоты дыхательных движений грудной клетки.
Тренировки собак продолжались и по прибытии на космодром. Вплоть до момента старта Лайка на несколько часов ежедневно помещалась в контейнер. Собака полностью освоилась с условиями тренировки, спокойно сидела, позволяла регистрировать показатели физиологических функций, охотно принимала пищу. За несколько дней до полёта была проведена генеральная репетиция полёта. Собаку Муху посадили в ГКЖ, и оставили в степи. На третьи сутки её «полёт» было решено прервать. При вскрытии кабины собака оказалась живой, но изможденной, так как за трое суток ничего не ела. В качестве еды использовалась желеобразная консистенция пищевого рациона, которая была предложена сотрудниками института. Этим решались вопросы обеспечения животного необходимым количеством воды в невесомости.
31 октября в 10 утра Лайку начали готовить к полёту. Около часу ночи 1 ноября ГКЖ с Лайкой была установлена на ракету. Запуск космического аппарата «Спутник-2» был проведен 3 ноября 1957 года с космодрома Байконур. На взлете пульс у Лайки доходил до 260 ударов в минуту (в три раза выше нормы). Частота дыхания выросла в 4 - 5 раз. В условиях невесомости физиологические процессы стали нормальными. К сожалению, недостаточно эффективно работала система отвода тепла от кабины животного, происходило избыточное выделение тепла регенерационной системой. Кроме всего прочего, происходило также «натекание» тепла от неотстыкованной последней ступени ракеты. Температура воздуха в биокабине в первые часы полета колебалась от +10 до +38°С, а затем к 8-му часу полета повысилась до +42° С.
Но обеспечить получение информации о состоянии Лайки в течение недели, как первоначально планировалось, не удалось. Подвел часовой механизм. Команды на включение телеметрического передатчика выдавались не в те моменты, когда КА проходил над территорией СССР, а где-то за её пределами. Поэтому никаких сведений о самочувствии Лайки уже через сутки медики не имели. Гибель животного на втором искусственном спутнике Земли произошла от перегрева через 5 - 6 часов после начала интенсивного перегревания. Такое предположение было высказано на основании специально проведенных аналитических опытов на собаках в лабораторных условиях в 1958 году, во время которых собак помещали в схожие условия. Все собаки погибали от перегрева. Спутник с мертвой собакой находился на орбите до середины апреля 1958 года, после чего вошел в плотные слои атмосферы и сгорел.