Модель космического корабля 'Восток'

наименование серии советских космических кораблей, предназначенных для пилотируемых полетов по околоземной орбите. Создавались под руководством генерального конструктора ОКБ-1 Сергея Павловича Королева с 1958 по 1963 год.

Первый пилотируемый 'Восток', запуск которого состоялся 12 апреля 1961 года, стал одновременно и первым в мире космическим аппаратом, позволившим осуществить полет человека в космическое пространство.

Если первый 'Восток' с Ю. А. Гагариным на борту совершил только 1 оборот вокруг Земли, облетев планету за 108 минут, то полет корабля 'Восток-5' с В. Ф. Быковским продолжался уже около 5 суток. За это время корабль 81 раз обогнул Землю.

Основными научными задачами, решаемыми на кораблях 'Восток', были изучение воздействий условий орбитального полета на состояние и работоспособность космонавта, отработка конструкции и систем, и проверка основных принципов построения космических кораблей.

Несмотря на завершение основной программы, модификации базовой конструкции 'Востоков' продолжали использоваться и дальше, и стали основой разнообразных советских и российских спутников, предназначенных для военной разведки, картографии, изучения земных ресурсов и биологических исследований.

История создания

Подробную информацию об истории создания корабля для космического полета человека можно найти в отдельной статье, посвященной космической программе 'Восток'. В этом разделе мы только вкратце опишем последовательность выполнения этих работ, приведем соответствующие распоряжения советского правительства и основные даты этой космической программы.

Начало работ

Михаил Клавдиевич Тихонравов, работавший в ОКБ-1, начал работу по созданию пилотируемого космического корабля весной 1957 года. В апреле 1957 был подготовлен план проектных исследований, предусматривающий помимо прочего создание пилотируемого корабля-спутника. В период с сентября 1957 по январь 1958 проводились исследования различных схем спускаемых аппаратов для возвращения с орбиты ИСЗ.

Все это позволило уже к апрелю 1958 года определить основные черты будущего аппарата: в проекте фигурировала масса от 5 до 5,5 тонн, ускорение при входе в атмосферу от 8 до 9 G, сферический спускаемый аппарат, поверхность которого должна была нагреваться при входе в атмосферу от 2 до 3,5 тысяч градусов Цельсия. Вес теплозащиты должен был составить от 1,3 до 1,5 тонн, а предположительная точность приземления — 100-150 километров. Рабочая высота полета корабля — 250 километров. При возвращении на высоте от 10 до 8 километров предусматривалось катапультирование пилота корабля. В середине августа 1958 года был подготовлен отчет, обосновывающий возможность принятия решения о развертывании опытно-конструкторских работ, и уже осенью начата работа по подготовке конструкторской документации. В мае 1959 был подготовлен отчет, содержащий баллистические расчеты по спуску с орбиты.

22 мая 1959 года результаты работ были закреплены в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР ? 569-264 о разработке экспериментального корабля-спутника, где были определены основные цели и назначены исполнители. Изданное 10 декабря 1959 года постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР ? 1388-618 'О развитии исследований космического пространства' утвердило главную задачу — осуществление полета человека в космос.

К апрелю 1960 года был разработан эскизный проект корабля-спутника 'Восток-1', представленного как экспериментальный аппарат, предназначенный для отработки конструкции и создания на его основе спутника-разведчика 'Восток-2' и пилотируемого космического корабля 'Восток-3'. Порядок создания и сроки запуска кораблей-спутников были определены постановлением ЦК КПСС ? 587-238 'О плане освоения космического пространства' от 4 июня 1960 года.

Беспилотные корабли-спутники

Схема корабля

К лету 1960 года была завершена разработка и начаты комплексные испытания космического корабля.

15 мая 1960 года — был осуществлен запуск 1-го корабля-спутника. Упрощенный вариант корабля не имел тепловой защиты, систем жизнеобеспечения и приземления. Главной задачей запуска являлась проверка работы основных систем. Из-за неисправности в системе ориентации при включении тормозной двигательной установки корабль перешел на более высокую орбиту, где и произошло отделение спускаемого аппарата. См. также Спутник-4.

28 июля 1960 года — выполнен запуск 2-го корабля-спутника, с подопытными животными на борту. Вследствие аварии ракеты-носителя корабль на орбиту не вышел.

19 августа 1960 года - состоялся первый полностью успешный запуск 3-го корабля-спутника "Спутник-5", подопытные животные, растения и другие биологические объекты успешно вернулись на Землю в спускаемом аппарате корабля.

11 октября 1960 года — постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР ? 1110-462 определило запуск космического корабля с человеком на борту, как задачу особого назначения, и наметило срок подобного запуска — декабрь 1960 года.

Тем временем, 1 декабря 1960 года — был выполнен запуск 4-го корабля-спутника, совершившего успешный орбитальный полет. Однако, из-за аварии в работе тормозной двигательной установки и спуска в нерасчетном районе, спускаемый аппарат с собаками Пчелка и Мушка был подорван.

22 декабря 1960 года — состоялся запуск 5-го корабля. Авария ракеты-носителя на позднем этапе запуска привела к аварийному отделению спускаемого аппарата с собаками Комета и Шутка, который совершил суборбитальный полет и нормально приземлился.

9 марта 1961 года — состоялся 1-й запуск модифицированного корабля ЗКА, разрабатываемого уже для полета человека. На его борту находился манекен человека, собака Чернушка и другие подопытные животные. Программа полета была полностью выполнена.

25 марта 1961 года — выполнен еще один — 2-й запуск модифицированного корабля ЗКА, с аналогичной программой полета. Спускаемый аппарат с собакой Звездочкой успешно приземлился, а манекен, в соответствии с планом полета, был катапультирован. Запуск стал завершающей проверкой космического корабля перед полетом человека.

Пилотируемые космические корабли

Помимо двух аварий ракет-носителей при запуске, из пяти совершенных полетов, предшествующих полету Ю. А. Гагарина, удачными были только три, однако последние два были успешными, и решение о первом в мире пилотируемом полете было принято.

Если бы сейчас положили на полигоне корабль 'Восток' и все современные главные, сели бы и посмотрели на него, никто не проголосовал бы пускать такой ненадежный корабль. Я тоже подписал документы, что у меня все в порядке, гарантирую безопасность полета. Сегодня я бы никогда этого не подписал. Получил огромный опыт и понял, как сильно мы рисковали.

- Борис Черток, академик РАН.

12 апреля 1961 года в 9 час 06 мин 59,7 с с космодрома Байконур стартовал первый космический корабль с человеком на борту. На борту корабля находился летчик-космонавт Ю. А. Гагарин. За 108 минут корабль совершил один виток вокруг Земли и выполнил посадку недалеко от деревни Смеловка Терновского района Саратовской области.

Всего, начиная с 1960 года, по программе было запущено в полет шесть беспилотных аппаратов. Вместе с состоявшимися в дальнейшем шестью пилотируемыми полетами по программе 'Восток', было запущено 12 космических кораблей.

На кораблях серии осуществлены первые в мире суточный полет, групповые полеты двух кораблей и полет женщины-космонавта.

Еще 4 планировавшихся пилотируемых полета были отменены.

Список запусков

Модификации

Официальное постановление о начале разработки корабля 'Восток' было принято 22 мая 1959. В эскизном проекте описывались три модификации космического аппарата:

• Восток-1 — корабль-прототип, использовался для проверки основных систем и отработки элементов конструкции;
• Восток-2 — корабль-прототип, использовался в качестве спутника фотоэлектронной разведки, в дальнейшем получил наименование 'Зенит-2';
• Восток-3 — пилотируемый космический корабль;

На базе корабля созданы пилотируемый корабль 'Восход' и запускаемые по настоящее время беспилотные автоматические аппараты 'Бион' и 'Фотон'.

Устройство космического корабля

Приборная панель корабля 'Восток-1' Ю. А. Гагарина. Центральный Музей Вооруженных Сил, Москва

Расположение приборов и органов управления в кабине кораблей 'Восток'

Общая масса космического корабля достигала 4,73 тонны, длина — 4,4 м, а максимальный диаметр — 2,43 м.

Корабль состоял из сферического спускаемого аппарата также выполняющего функции орбитального отсека и конического приборного отсека. Масса теплозащиты от 1.3 тонны до 1.5 тонн. Отсеки механически соединялись между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков. Корабль оснащался системами: автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения, командно-логического управления, электропитания, терморегулирования и приземления. Для обеспечения задач по работе человека в космическом пространстве корабль снабжался автономной и радиотелеметрической аппаратурой для контроля и регистрации параметров, характеризующих состояние космонавта, конструкции и систем, ультракоротковолновой и коротковолновой аппаратурой для двусторонней радиотелефонной связи космонавта с наземными станциями, командной радиолинией, программно-временным устройством, телевизионной системой с двумя передающими камерами для наблюдения за космонавтом с Земли, радиосистемой контроля параметров орбиты и пеленгации корабля, тормозной двигательной установкой ТДУ-1 и другими системами.

Вес космического корабля вместе с последней ступенью ракеты-носителя составлял 6,17 тонны, а их длина в связке — 7,35 м.

При разработке спускаемого аппарата конструкторами была выбрана осесимметричная сферическая форма, как наиболее хорошо изученная и имеющая стабильные аэродинамические характеристики для всех диапазонов углов атаки на разных скоростях движения. Это решение позволяло обеспечить приемлемую массу тепловой защиты аппарата и реализовать наиболее простую баллистическую схему спуска с орбиты. В то же время выбор баллистической схемы спуска обуславливал высокие перегрузки, которые предстояло испытать человеку, работающему на борту корабля.

Спускаемый аппарат имел два иллюминатора, один из которых размещался на входном люке, чуть выше головы космонавта, а другой, оснащенный специальной системой ориентации, в полу у его ног. Космонавт одетый в скафандр, размещался в специальном катапультируемом кресле. На последнем этапе посадки, после торможения спускаемого аппарата в атмосфере, на высоте 7 км, космонавт катапультировался из кабины и совершал приземление на парашюте. Кроме того, была предусмотрена возможность приземления космонавта внутри спускаемого аппарата. Спускаемый аппарат имел собственный парашют, однако не был оснащен средствами выполнения мягкой посадки, что грозило оставшемуся в нем человеку серьезным ушибом при совместном приземлении.

Аппаратура кораблей 'Восток' была выполнена как можно более простой. Маневр возвращения обычно обрабатывался по автоматической команде, передаваемой по радио с Земли. С целью горизонтальной ориентации корабля использовались инфракрасные датчики. Выравнивание вдоль оси орбиты выполнялось при помощи звездных и солнечных датчиков ориентации.

В случае отказа автоматических систем космонавт мог перейти на ручное управление. Это было возможно за счет использования оригинального оптического ориентатора 'Взор', установленного на полу кабины. На иллюминаторе размещалась кольцевая зеркальная зона, а на специальном матовом экране были нанесены стрелки, указывающие направление смещения земной поверхности. Когда космический корабль был правильно сориентирован относительно горизонта все восемь визиров зеркальной зоны освещались солнцем. Наблюдение земной поверхности через центральную часть экрана позволяло определить направление полета.

Решить, когда следует начать маневр возвращения космонавту помогал другой прибор — небольшой глобус с часовым механизмом, который показывал текущее положение корабля над Землей. Зная исходную точку положения можно было с относительной точностью определить место предстоящей посадки.

Эта ручная система могла быть использована только на освещенной части орбиты. Ночью Земля не могла наблюдаться через 'Взор'. Автоматическая система ориентации должна была иметь возможность работать в любое время.

Корабли 'Восток' не были приспособлены для полетов человека на Луну, а также не допускали возможности полета людей не прошедших специальной подготовки. Во многом это обуславливалось конструкцией спускаемого аппарата корабля, ласково именуемого Шарик. Сферическая форма спускаемого аппарата не предусматривала использования двигателей ориентации. Аппарат походил на шар, основной вес которого был сконцентрирован в одной части, таким образом, при движении по баллистической траектории он автоматически разворачивался тяжелой частью вниз. Баллистический спуск означал восьмикратную перегрузку при возвращении с земной орбиты и двадцатикратную при возвращении от Луны. Похожим баллистическим аппаратом была капсула 'Меркурий'; корабли 'Джемини', 'Аполлон' и 'Союз' благодаря своей форме и смещенному центру тяжести позволяли снизить испытываемые перегрузки, и обладали достаточной маневренностью для изменения точки посадки.

Советские корабли 'Восток' и 'Восход' также, как американский 'Меркурий' не умели выполнять орбитальные маневры, допуская лишь выполнение поворотов относительно основных осей. Повторный запуск двигательной установки не предусматривался, она использовалась лишь с целью выполнения возвратного тормозного маневра. Тем не менее, Сергей Павлович Королев перед началом разработки 'Союза' рассматривал возможность создания маневрирующего 'Востока'. Этот проект подразумевал стыковку корабля со специальными разгонными модулями, что в перспективе позволяло использовать его в задаче по облету Луны. Позднее идея маневрирующей версии корабля 'Восток' была реализована в разведывательных спутниках 'Зенит' и специализированных спутниках 'Фотон'.

Пилоты космических кораблей 'Восток'