Первые искусственные спутники Земли
В 1957 году Сергей Павлович Королев писал в ЦК КПСС и Совет Министров СССР:
“Просим разрешить подготовку и проведение пробных пусков двух ракет, приспособленных в варианте ИСЗ, в период апрель-июнь 1957 года, до официального начала Международного геофизического года. Ракету путем некоторых переделок можно приспособить для пуска варианта ИСЗ, имеющего небольшой полезный груз в виде приборов весом около 25 кг.
...Разрабатывается ИСЗ весом около 1200 кг, куда входит большое количество разнообразной аппаратуры для научных исследований, подопытные животные и т.д. Первый запуск этого спутника установлен в 1957 году и, учитывая большую сложность, может быть произведен в конце 1957 года...”
Да, первым разрабатывался тяжелый спутник со сложным комплексом аппаратуры. Предложение же запустить легкий, простой спутник Земли появилось в разгар работ над тяжелым спутником, и, поскольку это предложение было принято, тяжелому спутнику суждено было подняться в космос лишь третьим.
Чем же было вызвано это неожиданное предложение Королева?
В 1957 году было объявлено о проведении Международного геофизического года. В соответствии с программой научных исследований Советский Союз сообщил о намечающихся запусках спутников Земли. К середине 1957 года в нашей стране была создана ракета-носитель для выведения спутников на орбиту, была разработана и теория выведения на ОИСЗ. Но вывести спутник на орбиту еще не все. Космические аппараты должны служить науке, они должны быть орудием исследования ученых там, где эти исследования невозможно проводить обычными, земными методами. А для этого нужно решить самый важный вопрос – передачи с борта спутника и приема на Земле научной информации. В то время ученые еще не знали, смогут ли радиоволны с больших высот “пробить” ионосферу Земли, дойдут ли радиосигналы без искажений. К тому же и характеристики атмосферы Земли на высоте в сотни километров от ее поверхности были мало изучены. Спутник самой простой формы – сферической, оснащенный радиопередатчиком, позволил бы получить ответы на эти первоочередные вопросы. Он был проще в изготовлении и сделать его можно было быстрее, чем сложную космическую лабораторию. Вот почему предложение Королева встретили с одобрением.
Так родился первый искусственный спутник Земли – “ПС-1”, как называли его разработчики, или “простейший спутник – 1”. Но эта “простота” была не такой уж простой. Аппаратура, которую устанавливали на спутнике, “привыкла” работать в обычных земных условиях – при атмосферном давлении, при наличии нормальной тяжести и нормальных температур, которые так естественны для всего, что рождено и создано на Земле. В космическом полете все эти условия отсутствуют – там вакуум, невесомость, палящие лучи Солнца или, наоборот, космический холод. Значит, хотя бы частично комфорт для приборов необходимо было обеспечить за счет технических решений. Прежде всего – атмосферное давление. Оно могло поддерживаться постоянно при условии полной герметичности контейнера. С точки зрения технологии, есть самый простой способ – сварной “шарик”. Но этот вариант не годился со многих точек зрения. Даже если сначала собрать аппаратуру, прикрепив ее как-то к оболочкам, а затем эти оболочки сварить, тонкие электронные приборы просто выйдут из строя от перегрева. К тому же во время испытаний на Земле нельзя будет заменить отказавший прибор. Значит, контейнер должен быть разъемным. Таким его и сделали – из двух полуоболочек, соединенных болтами, а между ними была установлена прокладка из специальной резины, не терявшей своей эластичности в космосе. Аппаратура, установленная на раме, состояла из двух передатчиков, работавших на разных частотах: для их питания использовались химические батареи.
Чтобы обеспечить нормальную температуру внутри контейнера, заполненного азотом, наружная поверхность спутника была отполирована и подвергнута специальной обработке. Кроме того, в контейнере установили вентилятор, который поддерживал циркуляцию азота в условиях невесомости.
Специальные датчики, установленные внутри контейнера, контролировали давление и температуру в нем и в кодированном виде через радиопередающую аппаратуру посылали данные на Землю.
После наземных испытаний, подтвердивших герметичность корпуса и надежность работы аппаратуры, спутник был вывезен на космодром 4 октября 1957 года. Испытанная и заправленная ракета-носитель с установленным в ее головной части спутником стоит на стартовом устройстве. В 22 ч 28 мин по Московскому времени ракета с первым в мире искусственным спутником Земли стартовала, открыв человечеству дорогу в космическое пространство.
Едва вернувшись с космодрома, Королев собрал инженеров и конструкторов, поставив перед ними задачу, казалось бы невозможную: за месяц создать спутник, в котором можно отправить на орбиту животное. Еще рано было ставить задачу полета в космос человека, но исследования, связанные с длительным предыванием в космическом пространстве живого существа, можно и нужно было начинать.
При разработке этого спутника был максимально использован опыт запуска животных на высотных ракетах и создания первого спутника. Это позволило ровно через месяц, 3 ноября 1957 года, осуществить вывод на орбиту второго в истории искусственного спутника Земли, на борту которого в кабине, снабженной всем необходимым для жизни, находилась собака Лайка.
Пока разрабатывались и запускались первые спутники, продолжалась работа над тяжелым спутником, более совершенным и конструктивно, и по составу аппаратуры. При разработке спутника был учтен целый ряз специфических требований, связанных с проведением на нем различных научных экспериментов и размещением разнообразной научной и измерительной аппаратуры, и опыт работы первых спутников на ОИСЗ. Была улучшена радиотелеметрическая система – она стала многоканальной. Значительно усовершенствовалась система терморегуляции: тепловой режим регулировался не только принудительной циркуляцией газа в спутнике, но и изменением коэффициента собственного излучения его поверхности. Для автоматического управления работой всей научной аппаратуры на борту установили программно-временное устройство. Одним словом, к полету на орбиту готовилась комплексная автоматическая научная лаборатория.
Запуск третьего советского искусственного спутника Земли был осуществлен 15 мая 1958 года. При полете этого спутника регистрировались корпускулярное излучение Солнца, фотоны в космических лучах, микрометеоры, изучались магнитное поле Земли, тяжелые ядра и интенсивность первичного космического излучения.
Таким образом, подводя итоги, можно сказать, что с помощью первых советских искусственных спутников Земли получены сведения о прохождении радиоволн с космических аппаратов, о плотности атмосферы на больших высотах, некоторые характеристики космического пространства; получены первые данные о поведении и жизни животного в космическом полете; подтверждена правильность инженерных решений при создании космической техники.
инженер
Историческая серия “ТМ”
