50 лет запуска первого искусственного спутника Земли
Ещё в 1939 году один из основоположников практической космонавтики в нашей стране, ближайший сподвижник Сергея Павловича Королева Михаил Клавдиевич Тихонравов писал: «Все без исключения работы в области ракетной техники в конце концов ведут к космическому полету». Дальнейшие события подтвердили его слова: в 1946 году, практически одновременно с разработкой первых советских и американских баллистических ракет, началась разработка идеи запуска искусственного спутника Земли.
Время было тяжелое и тревожное. Едва закончилась Вторая мировая война, а мир уже балансировал на грани новой, на этот раз ядерной. Появилась атомная бомба, и в спешном порядке разрабатывались средства доставки — прежде всего, боевые ракетные комплексы.
13 мая 1946 года Совет министров СССР принял развернутое Постановление по вопросам реактивного вооружения, создание которого объявлялось важнейшей государственной задачей. Им предписывалось создание специального комитета по реактивной технике и десятков новых предприятий — научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро; заводы перепрофилировались на производство новой техники, создавались полигоны для испытаний. На базе артиллерийского завода № 88 был создан Государственный союзный научно-исследовательский институт (НИИ-88), который стал головной организацией по всему комплексу работ в этой области. 9 августа того же года приказом министра обороны Королев был назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия, а 30 августа он стал начальником отдела баллистических ракет СКБ НИИ-88. 17 сентября начались летно-конструкторские испытания «изделия № 1» — ракеты Р-1.
Именно в таком контексте началось создание искусственного спутника Земли, для чего требовалось привлечь огромные финансовые, материальные и людские ресурсы. Иначе говоря, требовалась государственная поддержка.
Сергей Павлович Королев на полигоне в Капустином Яре. 1953 год. Фото из архива Азифа Сиддики (Asif Siddiqi)
Известно, что такая поддержка оказывается лишь при том обязательном условии, что Лицам, Принимающим Решения, поддерживаемые проекты представляются реально осуществимыми и насущно необходимыми. Но руководители высокого ранга, как советские, так и американские, в вопросе запуска спутника оказались полными единомышленниками: они не только не видели в этом необходимости, но и считали саму идею фантастической и вредной, отвлекающей силы и средства от разработки боевых ракет. Удивительно, что, несмотря на кардинальные различия во внутриполитической, технико-экономической, социальной и культурной ситуации многие характерные черты развития космической идеи «у нас и у них» оказались сходными, и даже хронология ключевых событий примерно совпадает.
На первом этапе (до 1954 года) разработка идеи запуска спутника велась в условиях непонимания и противодействия со стороны высших руководителей и лиц, определявших техническую политику государств. В нашей стране главным идеологом и руководителем практической работы по осуществлению выхода в космическое пространство был Сергей Павлович Королев (1907–1966), в США — Вернер фон Браун (Wernher von Braun, 1912–1977).
12 мая 1946 года группа фон Брауна представила Министерству обороны США (US Department of Defense) доклад «Предварительная конструкция экспериментального космического корабля, вращающегося вокруг Земли», в котором говорилось, что ракета для запуска ИСЗ весом 227 кг на круговую орбиту высотой около 480 км может быть создана за пять лет, то есть к 1951 году. На предложение фон Брауна военное ведомство ответило отказом выделить необходимые ассигнования.
В СССР Михаил Клавдиевич Тихонравов (1900–1974), работавший в НИИ-1 МАП, предложил проект высотной ракеты ВР-190 с герметичной кабиной с двумя пилотами на борту для полета по баллистической траектории с подъемом на высоту 200 км. Проект был доложен в Академии наук СССР и на коллегии Министерства авиационной промышленности и получил положительную оценку. 21 мая 1946 года Тихонравов обратился с письмом к Сталину, на этом дело и встало.
После перехода в НИИ-4 Министерства обороны Тихонравов и его группа из семи человек продолжала работать над вопросами научного обоснования возможности запуска искусственного спутника Земли. 15 марта 1950 года он доложил результаты научно-исследовательской работы «Составные ракеты на жидком топливе дальнего действия, искусственные спутники Земли» на пленарном заседании научно-технической конференции Отделения прикладной механики АН СССР. Его доклад был одобрен, тем не менее Тихонравов то и дело получал от своего начальства «синяки и шишки», а от своих коллег-ученых — насмешки в виде шаржей и эпиграмм. В соответствии с «духом времени» (самое начало 1950-х годов) был даже отправлен «сигнал наверх» — мол, государственные средства тратятся впустую, и надо посмотреть, не вредительство ли это? Инспекция Министерства обороны, которая проверяла НИИ-4, признала работу группы Тихонравова ненужной, а идею фантастической и вредной. Группа была расформирована, а Тихонравов понижен в должности.
Группа Тихонравова разрабатывала концепцию искусственного спутника Земли с 1950-го по 1954 год почти «в подполье». На переднем плане (слева направо): Владимир Галковский, Глеб Максимов, Лидия Солдатова, Михаил Тихонравов и Игорь Яцунский; на заднем плане (стоят): Григорий Москаленко, Олег Гурко и Игорь Бажинов. Фото из архива Азифа Сиддики (Asif Siddiqi)
Между тем работа продолжалась: в 1950–1953 годах исследования велись негласно, почти тайком, а в 1954 году их результаты были обнародованы. И после этого идея смогла «выйти из подполья». Этому, впрочем, способствовали некоторые дополнительные обстоятельства.
И Королев, и Браун, каждый в своей стране, не оставляли усилий добиться понимания Лиц, Принимающих Решения, выдвигая доступные этим Лицам аргументы военной и политической важности разработки и запуска ИСЗ.
Самым активным образом поддерживал идею запуска ИСЗ президент АН СССР Мстислав Келдыш. Начиная с 1949 года, академические институты проводили исследования верхней атмосферы и околоземного космического пространства, а также реакций живых организмов в ракетных полетах. Ракеты для проведения научных исследований разрабатывались на базе боевых ракет, их называли «академическими». Первой геофизической ракетой была ракета Р1-А, разработанная на базе боевой ракеты Р-1.
В октябре 1954-го оргкомитет Международного геофизического года обратился к ведущим мировым державам с просьбой рассмотреть возможность запуска ИСЗ для проведения научных исследований. 29 июня президент США Дуайт Эйзенхауэр (Dwight David Eisenhower, 1890–1969) объявил, что США запустят такой спутник. Вскоре с таким же заявлением выступил Советский Союз. Это означало, что работы по созданию искусственного спутника Земли легализованы, а осмеяниям и отрицанию идеи не осталось места.
26 июня 1954 года Королев представил министру оборонной промышленности Дмитрию Устинову докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную Тихонравовым, с приложением обзора работ по ИСЗ за рубежом. В записке говорилось: «В настоящее время имеются реальные технические возможности достижения с помощью ракет скорости, достаточной для создания искусственного спутника Земли. Наиболее реальным и осуществимым в кратчайший срок является создание искусственного спутника Земли в виде автоматического прибора, который был бы снабжен научной аппаратурой, имел радиосвязь с Землей и обращался вокруг Земли на расстоянии порядка 170–1100 км от её поверхности. Такой прибор будем называть простейшим спутником».
Спутник ПС-1 был устроен довольно просто: внутри у него почти ничего не было, кроме радиостанции, посылающей сигналы на Землю, и источников питания. Фото: NASA
В США 26 мая 1955 года на заседании Совета национальной безопасности (National Security Council) была одобрена программа запуска научного спутника — при условии, что она не будет мешать разработке боевых ракет. То, что запуск будет проходить в рамках Международного геофизического года, подчеркнет его мирный характер, считали военные. В отличие от нашей страны, где все было «в одних руках» — Королева и Тихонравова, — эти работы проводились всеми видами вооруженных сил, и надо было решать, какому проекту отдать предпочтение. Для этого была создана специальная комиссия. Окончательный выбор делался между проектом Научно-исследовательской лаборатории ВМС (спутник «Vanguard») и проектом корпорации Рэнд (спутник «Explorer», разработанный под руководством Вернера фон Брауна). Браун заявлял, что при наличии достаточных ассигнований спутник может быть выведен на орбиту в январе 1956 году. Возможно, если бы ему поверили, то США запустили бы свой спутник раньше, чем Советский Союз. Тем не менее выбор был сделан в пользу «Авангарда» («Vanguard»). Видимо, тут сыграла роль личность фон Брауна: американцам не хотелось, чтобы «отцом» первого американского спутника стал немец с недавним нацистским прошлым. Но, как показало дальнейшее развитие событий, их выбор был не слишком удачным.
1955 год. В СССР идет отработка МБР Р-7. Группа Тихонравова активно работает над проблемами, связанными с созданием ИСЗ. 30 января 1956 года Совет министров СССР принимает постановление о разработке объекта Д (ИСЗ весом 1000–1400 кг и с научной аппаратурой на 200–300 кг). Срок запуска — 1957-й. Эскизный проект готов уже к июню. Ведется разработка наземного командно-измерительного комплекса (КИК) для обеспечения полета спутника.
Постановлением СМ СССР от 3 сентября 1956-го на территории нашей страны вдоль трассы полета было предписано организовать семь наземных измерительных пунктов (НИП). Задача была возложена на Министерство обороны, головной организацией определен НИИ-4.
К концу 1956 года выяснилось, что к назначенному сроку подготовить объект Д не удастся, и было принято решение срочно разработать небольшой простой спутник. Он представлял собой сферический контейнер диаметром 580 мм и массой 83,6 кг с четырьмя антеннами.
7 февраля 1957 года вышло постановление Совета министров СССР о запуске Первого ИСЗ, и 4 октября запуск был успешно осуществлен. Аппарат был выведен на орбиту с перигеем 228 и апогеем 947 км. Время одного оборота составляло 96,2 мин. Спутник находился на орбите 92 дня (до 4 января 1958-го), совершив 1440 оборотов.
По заводской документации спутник назывался ПС-1, то есть простейший спутник. Однако конструкторские и научно-технические проблемы, которые стояли перед разработчиками, были отнюдь не простыми. На самом деле это была проверка возможности запуска спутника, которая закончилась, как выразился академик Борис Евсеевич Черток, один из ближайших сподвижников Королева, триумфом ракеты-носителя.
На борту спутника была установлена система терморегулирования, источники энергопитания, два радиопередатчика, работавших на разных частотах и подающих сигналы в виде телеграфных посылок (знаменитое «бип-бип-бип»). В орбитальном полете проводились исследования плотности высоких слоев атмосферы, характера распространения радиоволн в ионосфере, отрабатывались вопросы наблюдения за космическим объектом с Земли.
Первая официальная фотография советского спутника была сделана 17 октября телескопом обсерватории Южной Калифорнии . То, что это именно спутник, можно было понять по его перемещению относительно двух звезд в созвездии Возничего. Фото: Smithsonian Astronphysical Observatory/NASA
Реакция мировой общественности на это событие была весьма бурной. Равнодушных не было. Миллионы и миллионы «простых людей» планеты восприняли это событие как величайшее достижение человеческой мысли и духа. Время прохождения спутника над различными населенными пунктами заранее объявлялось в печати, и люди на разных континентах выходили ночью из своих домов, смотрели на небо и видели: среди привычных неподвижных звезд одна — движется!
В США запуск первого спутника произвел настоящий шок. Оказалось вдруг, что СССР, страна, не успевшая ещё толком оправиться от войны, имеет мощный научный, промышленный и военный потенциал, и что с ней надо считаться. Престиж США как мирового лидера в научно-технической и военной области пошатнулся. Это вызвало недоумение и страх: в небе над головой беспрепятственно и безнаказанно летает чужой аппарат! И нет уже чувства защищенности и сознания собственного превосходства. Это было потрясением не только для руководящей верхушки США, но и для миллионов простых американцев. О глубине потрясения свидетельствуют слова одного из высокопоставленных политических деятелей: «Я не верю, что это поколение американцев желает примириться с мыслью, что каждую ночь приходится засыпать при свете коммунистической луны».
На этой стадии началась «космическая гонка»: в открытом письме президенту Эйзенхауэру редактор журнала «Jane's Missiles & Rockets» Бергауст (Erik Bergaust) писал: «Мы должны стать первыми в космических исследованиях… Мы должны лихорадочно работать, чтобы решить те технические проблемы, которые, несомненно, решила Россия… В этой гонке (а это несомненно гонка) приз будет дан только победителю, приз этот — руководство миром…».
3 ноября того же 1957 года был запущен второй ИСЗ весом 508,3 кг. Это была уже настоящая научная лаборатория. Впервые в космическое пространство отправилось высокоорганизованное живое существо — собака Лайка.
Американцам приходилось поторапливаться: через неделю после запуска второго советского ИСЗ, 11 ноября Белый дом объявил о предстоящем запуске первого ИСЗ США. Запуск состоялся 6 декабря и закончился полной неудачей: через две секунды после отрыва от пускового стола ракета упала и взорвалась, разрушив стартовую площадку. В дальнейшем программа «Авангард» шла очень тяжело, из одиннадцати пусков только три были успешными. Первым американским ИСЗ все-таки стал «Эксплорер» фон Брауна. Он был запущен 31 января 1958-го.
Американский спутник «Авангард-2» был запущен 26 июня 1958 года. Фото: NASA
Общий вес спутника с неотделившейся третьей ступенью составлял 14 кг, вес научной аппаратуры 5 кг. Проводились исследования космических лучей и уровня радиации вне пределов атмосферы, плотность потока метеорных микрочастиц и др. Были обнаружены радиационные пояса вокруг Земли, которые были названы поясами Ван-Аллена в честь американского физика, под руководством которого разрабатывалась научная аппаратура. Это было первое открытие в истории освоения космического пространства, оно стало научной сенсацией.
Первый успешный запуск «Авангарда» состоялся 17 марта 1958 года. Спутник представлял собой сферу диаметром 16 см и весом 1,5 кг, почему и получил прозвище «апельсин». На его борту впервые были установлены солнечные батареи, которые продолжали работать ещё в 1959-м, и радиопередатчики.
Пионеры практической космонавтики, создатели первых искусственных спутников Земли умели смотреть далеко вперед. Но и они в те годы вряд ли смогли бы себе представить, что их маленькие и простые на современный взгляд аппараты дадут начало формированию грандиозной системы. За прошедшие 50 лет на околоземные орбиты была запущена не одна тысяча космических аппаратов. Их орбиты опоясывают Землю плотной сеткой, они «видят» все, что происходит на Земле. В совокупности они представляют собой гигантскую информационную систему.
Космонавтика в обеспечении жизнедеятельности человеческого сообщества играет колоссальную, если не сказать первостепенную, роль. Это связь, телевидение, навигация, метеорология, исследование природных ресурсов Земли, мониторинг земной поверхности и многое другое. Если бы вдруг системы, обслуживающие земные нужды, каким-нибудь образом исчезли, на Земле наступил бы хаос.
А русское слово «спутник», которое 50 лет назад облетело весь мир и стало известно всем и каждому, превратилось теперь в слово скорее из общекультурного, чем из технического лексикона.
