Прорыв России в космос

Прорыв России в космос

Введение

Наш замечательный соотечественник  К. Э. Циолковский еще в начале ХХ века утверждал: «Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели…  Человечество не останется вечно  на Земле, но в погоне за светом и  пространством сначала робко  проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». Сейчас мы являемся свидетелями  того, как сбываются пророческие  слова.

Двадцатый век навсегда войдет в историю человечества, как век  освоения космического пространства. Еще в начале века русский ученый

К. Э. Циолковский впервые  теоретически обосновал возможность  исследования космоса с помощью  ракет. Позже он написал: «Я буду рад, если моя работа побудит других к  дальнейшему труду».

После Октябрьской революции  многие ученые и конструкторы, горячо верившие в осуществление идей К. Э. Циолковского, стали работать над  их дальнейшим развитием и претворением в жизнь.

Уже в 1931 г. в Москве, Ленинграде, Харькове, Тифлисе, Баку, Архангельске, Новочеркасске и других городах  страны появляются группы по изучению реактивного движения, а в 1933 г. по решению правительства был создан впервые в мире Реактивный научно-исследовательский  институт.

В эти годы создаются и  проходят испытания первые советские  жидкостные ракеты. Накапливается опыт их проектирования и изготовления, подготовки и осуществления пусков. Стало очевидно, что дальнейшее развитие ракетной техники потребует проведения обширных научно-исследовательских, конструкторских  и экспериментальных работ, многие из которых явились совершенно новыми направлениями в науке и технике.

Были созданы специализированные научные организации и конструкторские  бюро. В результате многолетней совместной деятельности этих организаций постоянно  улучшались летные характеристики ракет.

В 1957 г. была создана первая космическая ракета. 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был выведен  на орбиту первый в мире искусственный  спутник Земли.

Запуск первого спутника открыл космическую эру в истории  человечества. Он ярко продемонстрировал  высокий уровень научно-технического развития нашей страны и положил  начало бурному совершенствованию  космической техники. Вслед за первым спутником на околоземные орбиты были выведены второй и третий спутники с существенно большими массами  и расширенным составом научного оборудования. В январе 1959 г. в сторону  Луны стартовал космический аппарат  «Луна-1», прошедший в непосредственной близости от поверхности Луны и вышедший на гелиоцентрическую орбиту. В сентябре того же года на поверхность Луны опустился  аппарат «Луна-2», а месяц спустя межпланетная станция «Луна-3» передала на Землю фотографии обратной стороны  Луны.

В феврале 1961 г. был осуществлен  запуск к Венере межпланетной автоматической станции «Венера-1», а в ноябре 1962 г. стартовала к Марсу станция  «Марс-1».

В эти же годы готовились первые пилотируемые полеты в космос. Они потребовали  решения ряда принципиально новых  задач. Надо было заранее убедиться  в переносимости человеком факторов космического полета и подготовить  к этому будущих космонавтов  физически и психологически. Нужно  было обеспечить жизнедеятельность  космонавта на корабле и дистанционный  контроль состояния его здоровья в полете. Предстояло создать средства ручного управления кораблем и средства ведения радиотелефонной связи  с космонавтом. Наконец надо было обеспечить безопасное возвращение  корабля на Землю. Все эти проблемы были решены в рекордно короткие сроки, и уже весной 1960 г. правильность инженерных решений экспериментально проверялась  на первых беспилотных кораблях-спутниках.

И вот 12 апреля 1961 года в Советском  Союзе был осуществлен старт  первого в истории человечества космического корабля «Восток», пилотируемого  Юрием Алексеевичем Гагариным.

Он стал вторым эпохальным событием в освоении космоса. Полет показал  принципиальную возможность безопасного  пребывания и работы человека в космическом  пространстве.

За полетом Ю. А. Гагарина последовали  старты других кораблей «Восток». Продолжительность  полетов на них увеличивалась  и была постепенно доведена до пяти суток.

Во время этих полетов космонавты выполняли все усложняющиеся  программы экспериментов и визуальных наблюдений и продемонстрировали высокую  эффективность участия человека в космических исследованиях. Результаты первых полетов позволили сделать последующие шаги в освоении космоса.

Глава 1: Истоки российской космонавтики

Если говорить про саму идею реактивного  движения и первую ракету, то эта  идея, и ее воплощение родились в  Китае примерно во 2 веке н.э. Движущей силой ракеты был порох. Китайцы  сначала использовали это изобретение  для развлечений - китайцы до сих  пор являются лидерами в производстве фейерверков. А затем поставили  эту идею на вооружение, в прямом смысле слова: такой "фейерверк" привязанный  к стреле увеличивал дальность ее полета примерно на 100 метров (что было одной третью от всей длины полета), а при попадании цель зажигалась. Было и более грозное оружие на том же принципе - "копья яростного  огня".

В таком примитивном виде реактивные ракеты просуществовали до 19 века. Только в конце 19-го века стали предприниматься  попытки математически объяснить  реактивное движение и создать серьезное  вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Иванович Тихомиров в 1894 году³². Тихомиров предлагал использовать в качестве движущей силы реакцию газов, получающихся при сгорании взрывчатых веществ либо легко воспламеняющихся жидких горючих в сочетании с эжектируемой окружающей средой. Тихомиров стал заниматься этими вопросами позже Циолковского, но в смысле реализации продвинулся намного дальше, т.к. он мыслил более приземлено. В 1912 году он представил морскому министерству проект реактивного снаряда. В 1915 подал прошение о выдаче привилегии на новый тип "самодвижущихся мин" для воды и воздуха. Изобретение Тихомирова получило положительную оценку экспертной комиссии под председательством Н. Е. Жуковского. В 1921 по предложению Тихомирова в Москве была создана лаборатория для разработки его изобретений, получившая впоследствии (после перевода в Ленинград) наименование Газодинамической лаборатории (ГДЛ). Вскоре после основания деятельность ГДЛ сосредоточилась на создании ракетных снарядов на бездымном порохе.

Параллельно с Тихомировым над  ракетами на твердом топливе трудился бывший полковник царской армии  Иван Граве³³. В 1926 году он получил патент на ракету, которая в качестве топлива использовала особый состав дымного пороха. Он стал пробивать свою идею, писал даже в ЦК ВКП(б), но эти хлопоты завершились вполне типично для того времени: полковник царской армии Граве был арестован и осужден. Но И.Граве еще сыграет свою роль в развитии ракетной техники в СССР, и примет участие в разработке ракет для знаменитой "Катюши".

В 1928 году была запущена ракета, топливом для нее служил порох Тихомирова. В 1930 году на имя Тихомирова выдан  патент на рецептуру такого пороха и технологию изготовления шашек  из него.

Выход человечества в космос – закономерный процесс исторического  развития: в нем отражена вечная потребность людей познавать  тайны природы, искать новые сферы  обитания.

Годы зарождения «ракетного дела»  в России еще точно не определены, – одни исследователи относят  его к XII, другие – к Х веку. Документально же подтверждается, что в 1516 г. ракеты применяли в ратном деле запорожцы.

Первые описания ракет  и пороховых составов для них  приведены у Онисима Михайлова  в его «Уставе ратных, пушечных и других дел, касающихся до воинской науки» (1607-1621). В «Уставе» описаны  и способы применения ракет. Первоначально  они служили не военному делу –  их использовали в качестве «потешных  огней».

В 1680 г. в Москве было основано «ракетное заведение», в котором  стали изготовлять фейерверочные, а затем и сигнальные пороховые  ракеты.

В первом десятилетии XVIII в. в Петербурге открылась специальная лаборатория, занявшаяся поначалу изготовлением фейерверочных ракет. Внимательно изучая «ракетное дело», Петр I увидел в «потешных огнях» нечто большее, чем зрелище, - силу оружия. Появились первые труды о ракетах. В 1762 г. в Москве вышла книга М. В. Данилова – первая оригинальная книга на русском языке, содержащая сведения об изготовлении фейерверочных и сигнальных ракет.

Военно-ученый комитет, занимавшийся в России ракетными делами, сосредоточил свое внимание на разработке конструкции  ракет. В

1814 г. член Военно-ученого  комитета И. Картмазов изготовил  боевые ракеты двух типов - зажигательные и гранатные. Они  успешно прошли испытания. Военное  министерство России приняло  решение ознакомить войска с  действием боевых ракет.

Над созданием боевых ракет в  те годы успешно работал один из выдающихся отечественных ученых, герой  Отечественной войны 1812 г. Александр  Дмитриевич Засядко (1779-1837). Изготовив  свои первые ракеты, Засядко продемонстрировал  их в 1817 г. в Петербурге, а затем  под Могилевом, где им была открыта  специальная пиротехническая лаборатория. Результаты испытаний превзошли  все ожидания: дальность полета ракеты достигла 1670 м. В 1826 г. в Петербурге было создано постоянное ракетное заведение  с целью массового производства ракет для русской армии.

Большой вклад в совершенствование  боевых пороховых ракет внес видный ученый и конструктор Константин Иванович Константинов (1817-1871). К. И. Константинов заложил основы экспериментальной  ракетодинамики.

Новая область техники  – ракеты – все больше привлекала внимание ученых и конструкторов. Появились  предложения использовать ракеты на флоте и в воздухе. Особое внимание ученых и конструкторов было привлечено к созданию летательных аппаратов  с ракетным двигателем. Во второй половине XIX в. в России было предложено свыше 20 проектов реактивных летательных аппаратов. Так в 1849 г. военный инженер

И. И. Трететский (1821-1895) высказал идею использования силы струй паров  воды или спирта, газов и сжатого  воздуха для приведения в действие летательных аппаратов легче  воздуха. Адмирал флота Н. М. Соковнин (1811-1895) опубликовал в 1866 г. работу «Воздушный корабль», в которой привел схему  конструкции аэростата, способного летать «подобно тому, как летит  ракета». В 1867 г. отставной капитан  артиллерии Н.А. Телешов (1828-1895) получил  патент на реактивный самолет «Дельта». Интересен проект киевского изобретателя Ф. Р. Гешвенда, предложившего построить  летательный аппарат – «паролет» - с паровым реактивным двигателем с соплом, снабженным концентрическими насадками для подсоса воздуха. В 1880 г. изобретатель С. С. Неждановский высказал идею создания летательного аппарата с жидкостным реактивным двигателем, использующим в качестве горючего керосин, а в качестве окислителя – азотную  кислоту, смешиваемые непосредственно  перед взрывом.

Особого внимания заслуживает  проект революционера Николая Ивановича  Кибальчича (1853-1881). Приговоренный к  смертной казни за участие в покушении  на царя Александра II, находясь в заключении,

Н. И. Кибальчич начертил схему задуманного им реактивного  летательного аппарата. В своем проекте  Н. И. Кибальчич разработал устройство воздухоплавательного прибора, основанного  на ракетно-динамическом принципе, рассмотрел систему подачи топлива в камеру сгорания и принцип управления полетом  методом изменения наклона двигателя. Около сорока лет пролежал проект Н. И. Кибальчича в секретных архивах  жандармского управления. Лишь в 1918 г. он был обнародован в журнале  «Былое».

Через два года после казни  Н. И. Кибальчича, в 1883 г., никому тогда  неизвестный учитель Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935) в своей  рукописи «Свободное пространство»  не только выдвинул смелую идею и возможности  использования реактивного принципа реактивного движения для осуществления  полета в космос, но и разработал принципиальную схему аппарата, обеспечивающего  пребывание человека в космическом  пространстве. В юности, занимаясь  самообразованием в Москве, К. Э. Циолковский  познакомился с Н. Ф. Федоровым, мыслителем-утопистом, захваченным идеей так называемого  философского космизма. Интерес к  «космическому учению» Н. Ф. Федорова проявляли в свое время Л. Н. Толстой  и А. М. Горький. Преодолевая идеалистические  основы «космического учения» Н. Ф. Федорова, К. Э. Циолковский все  больше становился материалистом. В 1895 г. увидело свет сочинение

К. Э. Циолковского «Грезы о  Земле и небе и эффекты всемирного тяготения», в котором автор обосновал  свою идею достижения скорости, необходимой  для отрыва от Земли, показал возможность  создания искусственного спутника Земли. Идея межпланетных полетов, освоения верхних  слоев атмосферы овладевала умами  многих ученых и конструкторов. В 1896 г. появилась брошюра Александра Петровича Федорова «Новый принцип  воздухоплавания, исключающий атмосферу  как опорную среду», где он описал устройство предложенного им воздухоплавательного аппарата, движение которого основано на реактивном принципе. Работа

А. П. Федорова произвела большое  впечатление на К. Э. Циолковского. Осмыслив ее, он сформулировал свою идею создания жидкостной многоступенчатой ракеты, рассчитанной для полета человека вне  Земли.

Важнейшим этапом, характеризующимся  созданием основ теории межпланетных сообщений, явилась подготовленная К. Э. Циолковским к печати в начале 1903 г. первая часть работы «Исследование  мировых пространств реактивными  приборами». Вторую часть своего труда  ученый смог опубликовать лишь в 1911-1912 гг. В этом фундаментальном труде

К. Э. Циолковский установил законы движения ракеты как тела переменной массы, определил коэффициент полезного  действия ракеты, исследовал влияние  силы сопротивления воздуха на ее движение. К. Э. Циолковский отметил  преимущества ракетных двигателей при  больших скоростях движения, дал  схему межпланетной ракеты, указав при этом на выгодность применения жидкого топлива. Считая ракету единственным практически приемлемым способом осуществления  полетов в космос, К. Э. Циолковский развил идею устройства составной многоступенчатой ракеты. Своими работами К. Э. Циолковский во многом определил рациональные пути развития космонавтики и ракетостроения.

Идея исследования и освоения космического пространства захватила  и одного из пионеров ракетной техники, талантливого отечественного ученого  Фридриха Артуровича Цандера (1887-1933). Еще  в юношеские годы он познакомился с работой К. Э. Циолковского «Исследование  мировых пространств реактивными  приборами», увлекся ракетостроением  и космонавтикой и посвятил им всю свою жизнь. Ф. А. Цандер вошел  в историю науки как энтузиаст, страстный пропагандист идей космических  полетов, начавший практическую работу в области космонавтики.

В 1921 г. Ф. А. Цандер представил московской конференции изобретателей свой проект межпланетного корабля-аэроплана.

Начавшаяся в стране культурная революция, пробуждение народных масс вызвали широкий интерес множества  людей к звездным полетам. В их числе был талантливый изобретатель Юрий Васильевич Кондратюк (1897-1942). Независимо от К. Э. Циолковского Кондратюк оригинальным методом вывел основные уравнения  движения ракеты, рассмотрел проблемы энергетически выгодных траекторий космических полетов и теории полета многоступенчатых ракет. Ему  принадлежит ряд новаторских  идей, в том числе идея создания промежуточных межпланетных заправочных  ракетных баз, предложение использовать атмосферу планеты для торможения при посадке ракеты. Ю. В. Кондратюк  предложил схему полетов к  Луне с выходом на ее орбиты искусственных  спутников и последующего отделения  взлетно-посадочного корабля. Он также  выдвинул идею использования гравитационных полей встречных небесных тел  для дополнительного разгона  космических кораблей или торможения их при полетах в пределах Солнечной  системы.