Ви є тут

До 60-річчя запуску першого штучного супутника Землі


Внутрішня будова першого ШСЗ-2

Міжнародна федерація астронавтики оголосила 4 жовтня 1957 року Днем початку космічної ери людства. Адже саме цього дня в 1957 році у Радянському Союзі на навколоземну орбіту було виведено перший у світі штучний супутник Землі. У Київській політехніці його зображено на меморіальній дошці, встановленій на фасаді першого корпусу і присвяченій колишньому студенту КПІ С.П.Корольову – Головному конструктору ракетної техніки, лідеру в розробці космічних кораблів, ініціатору створення супутника. Макет першого штучного супутника Землі можна побачити у відділі історії авіації та космонавтики  Державного політехнічного музею при КПІ ім. Ігоря Сікорського.  

13 травня 1946 року уряд Радянського Союзу ухвалив постанову про створення в СРСР ракетної галузі і науки. На базі артилерійського заводу №88 було утворено державний Науково-дослідний інститут НДІ-88. В цей НДІ  міністр оборони СРСР своїм наказом призначив Сергія Павловича Корольова Головним конструктором балістичних ракет далекої дії. У червні 1946 р. розпочалося будівництво випробувального ракетного полігону Капустин Яр, начальником якого був призначений генерал-лейтенант Василь Іванович Вознюк.

На полігоні Капустин Яр 10 жовтня 1948 р. відбувся перший старт одноступеневої балістичної ракети Р-1 розробки С.П.Корольова, згодом проводилися випробування ракет Р-2, Р-5. В умовах холодної війни керівництво СРСР ставило завдання створити ракету, яка була б здатна досягти території США. Ракета Р-5 мала дальність польоту 1200 км, і для цього була непридатна. Водночас за участю Академії наук СРСР було розгорнуто програму геофізичних пусків з метою дослідження стану атмосфери на великих висотах. 22 липня 1951 р. з полігону Капустин Яр вперше стартувала ракета Р-1В з піддослідними тваринами – собаками Дезік і Циган. В експериментальних пусках випробовувалися і відпрацьовувалися гермокабіни, висотні скафандри, катапульти, парашутні системи порятунку, виконувалося активне зондування верхньої атмосфери та іоносфери, а також експерименти з поширення радіохвиль.

У газетах і науково-популярних журналах усе частіше з'являлися публікації, присвячені космічним проектам. Серед їхніх авторів були  "відкриті" радянські (А.А.Штернфельд, Г.І.Покровський, Ю.С.Хлебцевич, Ф.Ю.Зігель та ін.) і закордонні  (В. фон Браун, В. Лей, Е. Бурчесс, К. Гєтланд та ін.) фахівці.

Група М.К. Тихонравова. Зліва направо сидять - В. Галковський, Г. Максимов, Л. Солдатова, М. Тихонравов, І. Яцунський, стоять - Г. Москаленко, О. Гурко, І. Бажанов20 травня 1954 р. вийшла постанова уряду СРСР про розробку під керівництвом С.П.Корольова міжконтинентальної двоступеневої ракети Р-7. Соратник С.П.Корольова Михайло Клавдійович Тихонравов, який працював в НДІ-4 Міністерства оборони, прийшов до думки, що така  ракета може стати носієм не тільки бойового термоядерного заряду, але й штучного супутника Землі (ШСЗ). Він оформив цю ідею у вигляді інженерної записки.

Отримавши записку М.К.Тихонравова, С.П. Корольов діяв рішуче. 27 травня 1954 р. він подав міністру оборонної промисловості СРСР Д.Ф.Устинову доповідну записку про можливість і доцільність виведення на орбіту ШСЗ на базі ракети Р-7. Над створенням ШСЗ спільно з С.П.Корольовим працювали вчені: М.В.Келдиш, М.С.Лідоренко, Г.Ю.Максимов, В.І.Лапко, А.В.Бухтияров та ін.

Успіху у створенні двоступеневої міжконтинентальної ракети Р-7 сприяла велика дослідницька робота групи М.К.Тихонравова (Г.Ю.Максимов, Г.Н.Чернишов, І.М.Яцунський та ін.). Група розробила велику програму освоєння космічного простору: запуск першого супутника, створення пілотованих кораблів і станцій, висадка на Місяць. Вона ж виконала величезну конструкторську роботу з подоланням багатьох труднощів. Так у творчих пошуках народжувалася перша у світі міжконтинентальна ракета, якій судилося стати шедевром інженерної думки.

Полігон Капустин Яр уже не відповідав вимогам розміщення нових об'єктів через обмеженість території, значну заселеність навколишньої місцевості, наявність поруч великого індустріального центру – Сталінграда. Крім того, один з пунктів радіоуправління довелося б розміщувати в Каспійському морі.

У лютому 1955 р. Рада Міністрів СРСР прийняла Постанову "Про новий полігон для Міністерства оборони СРСР".

Про ступінь важливості вибору місця для полігону говорив склад комісії: заступник голови Ради Міністрів В.О.Малишев, заступники міністра оборони маршали Г.К.Жуков і О.М.Василевський, міністр радіотехнічної промисловості В.Д.Калмиков. До місця для нового полігону висувалися дуже жорсткі вимоги: траса польоту ракети має бути не менше 8000 км, вона повинна розташовуватися на території Радянського Союзу і мати два поля падіння – для першого ступеня, що відділяється, і для головної частини (ГЧ). Поблизу траси не повинно бути великих населених пунктів на випадок аварійних ситуацій. Відчуження земельних ділянок для споруд полігону не повинно завдавати істотної шкоди народному господарству. Рекогносцирувальну групу для вибору місця майбутнього полігону очолив генерал-лейтенант В.І.Вознюк. І таке місце було вибрано в Казахстані, поблизу роз'їзду Тюра-Там. Треба сказати, що офіційно в той час мова про запуск супутника не йшла. Полігон створювався для випробувань бойової міжконтинентальної ракети Р-7 з дальністю польоту 8000 км.

Перевагами місця для розміщення нового полігону були: його пустельність, наявність залізничної магістралі Москва – Ташкент, наявність великої річки Сирдар'я, збереження секретності робіт, які тут велися.

Однак пустельність місцевості була одночасно і недоліком через відсутність житла, джерел електроенергії, мережі доріг, зв'язку та інших досягнень цивілізації. Крім того, тут був різко континентальний клімат від мінус 30°С з вітром взимку і до +50°С без вітру влітку. До того ж, район був одним з трьох світових центрів епідемій чуми і холери. 

І у цьому місці потрібно було звести унікальну стартову споруду, знайти і випробувати відповідні теплозахисні матеріали для збереження цілісності ГЧ при вході в щільні шари атмосфери, створити нову систему радіоуправління і контролю траєкторії польоту, побудувати контрольно-вимірювальний комплекс (КВК), що включає в себе пункти спостереження за ракетою і прийому телеметричної інформації від точки старту до Тихого океану.

У лютому 1955 р. на станцію Тюра-Там прибув перший загін будівельників на чолі зі старшим лейтенантом І.М.Дєнєжкіним і відразу ж приступив до геодезичних робіт. За короткий термін були побудовані стартова і технічна позиції, два пункти радіоуправління, дев'ять вимірювальних пунктів (ВП) у районі падіння першого ступеня і шість – у районі падіння головної частини ракети (на Камчатці), радіопередавальний і радіоприймальний центри, лінії зв'язку (урядова, далека і внутрішньополігонна), шосейні дороги, залізничні колії, водогін, високовольтні і телефонні лінії до старту і до монтажно-випробувального корпусу (МВК). Крім того, побудували три житлових містечка в стартовому районі, один на Камчатці та 12 – на вимірювальних пунктах.

Першим начальником полігону був призначений генерал-лейтенант О.І.Нестеренко, першим начальником будівництва полігону – генерал-майор Г.М.Шубніков.

15 травня 1957 року з полігону Байконур стартувала перша ракета Р-7, але невдало. Невдалими були і ще два пуски – 11 червня і 12 липня. Вдалим став четвертий пуск, 21 серпня, коли головна частина досягла району падіння – Камчатки.

Академіки С.П. Корольов та М.В. КелдишПрацюючи над створенням міжконтинентальної ракети Р-7, С.П.Корольов постійно повертався до ідеї практичного освоєння космосу. 16 березня 1954 року на нараді у академіка М.В.Келдиша було визначено коло наукових завдань, що вирішуються за допомогою штучних супутників Землі. А в серпні 1954 р. Рада Міністрів СРСР затвердила пропозиції щодо опрацювання науково-теоретичних питань, пов'язаних з космічним польотом.

30 січня 1956 р. Уряд СРСР прийняв постанову, якою передбачалося створення в 1957–1958 рр. неорієнтованого супутника Землі. Загальне керівництво і забезпечення апаратурою для досліджень покладалося на Академію наук СРСР; створення супутника – на Міністерство оборонної промисловості (головний виконавець – ОКБ-1); розробка комплексу системи радіоуправління, радіотехнічної апаратури і телеметричних систем – на Міністерство радіотехнічної промисловості; створення гіроскопічних приладів – на Міністерство суднобудівної промисловості; розробка комплексу наземно-пускового, заправного і підйомно-транспортного устаткування – на Міністерство машинобудування; проведення пусків – на Міністерство оборони.

У 1956 р. М.К.Тихонравова перевели з НДІ-4 Міністерства оборони в ОКБ-1 до С.П. Корольова на посаду начальника відділу проектування різних ШСЗ (у тому числі і першого), пілотованих кораблів, космічних апаратів для дослідження Місяця і деяких планет Сонячної системи.

З 1 травня 1958 року проходив міжнародний геофізичний рік. 67 країн проводили спільні геофізичні дослідження і спостереження. А США заявили, що в 1958 р. вони запустять у космос свій супутник. Тут уже була справа престижу.

15 лютого 1957 року було прийнято постанову про виведення в космос найпростішого неорієнтованого супутника Землі. Розробку ескізного проекту ШСЗ доручили проектному відділу, керованому С.С.Крюковим, науковим референтом став М.К.Тихонравов. Над ескізним проектом працювали співробітники сектора Е.Ф. Рязанова – І.В.Лавров, В.В.Молодцов, В.І.Петров, М.П.Кутиркін, О.М.Сидоров, Л.М.Солдатова, М.С.Флоринський, М.П.Бєлоусов, В.В.Носков та ін.

Хоча супутник і називався найпростішим, але створювався він уперше, і ніяких аналогів у техніці не було. Умова була тільки одна – обмеження по масі (не більше 100 кг). Досить швидко конструктори дійшли висновку, що вигідно зробити його у формі кулі. Сферична форма дозволяла при меншій поверхні оболонки найбільш повно використовувати внутрішній об'єм.

Найпростіший супутник (ПС-1) мав діаметр 580 мм і масу 83,6 кг. Його корпус був з алюмінію і складався з двох напівоболонок зі стикувальними шпангоутами, з'єднаних між собою 36 шпильками М8 1х25. Герметичність стику забезпечувалася гумовою вакуумною прокладкою. Напівоболонки були відполіровані і піддані спеціальній обробці, щоб надати їм задані значення коефіцієнта поглинання сонячної радіації.

Двійник супутника багаторазово стикували з корпусом ракети і відокремлювали від нього, поки не переконалися, що надійно діє весь ланцюжок: спрацьовують пневмозамки, відділяється головний обтічник, звільняються з "похідного" положення штирі антен і штовхач скеровує супутник уперед.

Після складання контейнер заповнили висушеним азотом. У верхній напівоболонці розташовувалися дві пари антен довжиною 2,4 і 3,9 м відповідно (щоб попри обертання супутника його радіосигнали могли отримувати постійно не тільки стаціонарні радіостанції, але і радіоаматори в усіх куточках земної кулі), а також пружинний механізм, що розводить штирі антен на кут 35° від поздовжньої осі контейнера.

Складання першого ШСЗ у цехуЗовні верхня напівоболонка була закрита захисним екраном, а на її верхній поверхні знаходився кронштейн для кріплення радіопередавача (розробка В.І.Лапка з НДІ-885, головний конструктор – М.С.Рязанський).

Срібно-цинковий акумулятор (з трьох батарей), виготовлений у Всесоюзному НДІ джерел струму під керівництвом його директора М.С.Лідоренка, важив 51 кг і був розрахований на роботу протягом трьох тижнів.

До складу апаратури ПС-1 входили також дистанційний перемикач, вентилятор системи терморегулювання, здвоєні термореле і контрольне термо- і барореле. Два радіопередавачі потужністю 1 Вт по черзі випромінювали сигнали тривалістю 0,3 с на хвилях 7,5 і 15 м з частотою 40002 і 20005 МГц.

Ракета Р-7 могла вивести супутник на орбіту тільки за умови її значного полегшення. Тому з центрального блоку зняли частину бойового обладнання, радіовідсік з системою радіоуправління, кабельні проводки, частину акумуляторних батарей та ін. У результаті початкова маса ракети зменшилася з 280 т до 272,83, а в момент відриву від стартового пристрою склала 267 т. Довжина ракети-носія з супутником була 29,167 м, тяга рухової установки на старті – 397 тс. Параметри орбіти: нахил – 65,1°, період обертання навколо Землі – 96,17 хв.

Під час виведення в космос супутник перебував під конічним обтічником висотою 80 см з кутом при вершині 48° і утримувався вісьмома зачепами. Стрижні антен притискалися до зовнішньої поверхні конічного перехідника ракети-носія приливами обтічника.

Відділення супутника здійснювалося пневмоштовхачем з відносною швидкістю 2,73 м/с (як дублюючий було передбачено піротехнічний пристрій, що забезпечує відділення ШСЗ зі швидкістю 1,45 м/с), одночасно пружинним штовхачем зі швидкістю 0,643 м/с здійснювалося відділення головного обтічника (ГО). Ось таким концептуально досить непростим був наш "найпростіший" первісток.

Водночас почався вибір і визначення параметрів траєкторії активної ділянки першої "космічної" ракети 8К71 ПС.

Пуск був призначений на 7 жовтня. Але, як розповідав космонавт Г.М. Гречко на зустрічі зі студентами, "... ми через свої канали дізналися, що американці теж готуються запускати супутник, доповіли про це Корольову. Тут уже була справа престижу. Хто перший? С.П. Корольов швидко прийняв рішення: підготовчі роботи скоротити, а пуск призначити на 4 жовтня".

Рано-вранці 2 жовтня 1957 р. ракету-носій вивозили на стартову позицію. С.П.Корольов ішов попереду установника разом з усіма головними конструкторами. Йшли мовчки весь півторакілометровий шлях від монтажно-випробувального корпусу до стартового майданчика. Цей шлях став для багатьох з них дорогою в безсмертя. Так народилася ще одна традиція – супроводжувати ракету-носій і космічний апарат на стартовий майданчик. Цього дня Державна комісія ухвалила історичне рішення: провести пуск першого штучного супутника Землі 4 жовтня.

 Стартовий день 4 жовтня розпочався з ранку і закінчився за північ за місцевим часом. 4 жовтня 1957 р. о 22 год 28 хв 34 с за московським часом яскравий спалах світла освітив нічний степ Байконура і ракета зі страшним гуркотом пішла вгору. Її факел поступово слабшав і скоро став непомітним на тлі небесних світил. Корольовська ракета Р-7 з першим у світі штучним супутником Землі через 295,4 с, подолавши силу земного тяжіння, з першою космічною швидкістю 7,78 км/с вивела супутник на орбіту з апогеєм 947 км і перигеєм 228 км. Супутник своїм знаменитим "біп... біп... біп" сповістив усьому світу про початок космічної ери.

Так, через три століття, була досягнута перша космічна швидкість, розрахована засновником класичної фізики і закону всесвітнього тяжіння Ісааком Ньютоном.

Уперше в історії сотні мільйонів людей могли спостерігати як по нічному небосхилу рухалась зірочка, створена руками людини.

Багато хто вважає, нібито супутник можна було спостерігати неозброєним оком. Це не так. Відбивальна поверхня супутника була занадто малою для візуального спостереження. Насправді всі бачили другу ступінь ракети, її центральний блок, який вийшов на ту саму орбіту, що і супутник.

Під час орбітального польоту проводилося дослідження густини високих шарів атмосфери, вивчався характер поширення радіохвиль в іоносфері, а також відпрацьовувалися питання спостереження за космічним об'єктом з Землі, передавалася інформація про тиск і температуру всередині супутника.

Підготовку до запуску першого ШСЗ на Байконурі здійснювала 32-га дослідно-випробувальна інженерна частина за участю представників промисловості. Безпосередньо керували роботами полковник А.І.Носов, підполковник Є.І.Осташев, полковник А.А.Васильєв. Що примітно – у підготовці до запуску Р-7 з першим ШСЗ брали безпосередню участь і офіцери-кияни: П.П.Бабенко, М.В.Барладін, В.А.Бєліков, О.М.Войтенко, А.О.Давиденко, Ю.П.Деянов, О.П.Завалішин, А.П. Затона, В.І.Катаєв, В.О.Курашов, В.І.Леоненко, М.Є.Мантулін, В.М.Міров, В.В.Свищев, Ф.Д.Топтунов, М.П.Федорина, Ю.А.Чупахін та багато інших.

Указом Президії Верховної Ради СРСР від 21 грудня 1957 р. багато офіцерів, сержантів, солдатів, робітників і службовців полігону були удостоєні високих урядових нагород.

Учасник запуску 1-го ШСЗ генерал А.П.Завалішин згадував: "Усі кричали "Ура!" Це була велика радість за здійснене, за те, що безсонні ночі, випробувальні  нервування, скажений ритм роботи не були марними. Але ми ще не повністю уявляли, що ми зробили. Тільки коли прозвучало повідомлення ТАРС і почався небачений ажіотаж у пресі, ми зрозуміли, що здійснили не тільки черговий пуск, які вже стали буденними, а пуск епохальний, який відкрив космічну еру людства".

Перший ШСЗ проіснував 92 доби і зробив 1440 обертів навколо Землі. Його сигнали "біп ... біп ... біп..." протягом 21 доби розбурхували свідомість усіх землян. За своєю значущістю це науково-інженерне досягнення не має собі рівних в історії людства. 4 жовтня 1957 р. навічно увійде в історію Землі!

А.С.Болтенко, заслужений випробувач космічної техніки, голова Центральної ради ветеранів космодрому Байконур України, зав. відділу історії авіації та космонавтики ДПМ при КПІ ім. Ігоря Сікорського

Академіки С.П. Корольов та М.В. КелдишВнутрішня будова першого ШСЗ-2Група М.К. Тихонравова. Зліва направо сидять - В. Галковський, Г. Максимов, Л. Солдатова, М. Тихонравов, І. Яцунський, стоять - Г. Москаленко, О. Гурко, І. БажановСкладання першого ШСЗ у цехуМакет першого штучного супутника Землі у відділі історії авіації та космонавтики ДПМ при КПІ ім. Ігоря СікорськогоМеморіальна дошка, встановлена на фасаді першого корпусу, присвячена колишньому студенту КПІ С.П.Корольову
x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій