Международная федерация астронавтики объявила 4 октября 1957 года Днем начала космической эры человечества. Ведь именно в этот день в 1957 году в Советском Союзе на околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник Земли. В Киевской политехнике он изображен на мемориальной доске, установленной на фасаде первого корпуса и посвященной бывшему студенту КПИ С.П.Королеву - Главному конструктору ракетной техники, лидеру в разработке космических кораблей, инициатору создания спутника. Макет первого искусственного спутника Земли можно увидеть в отделе истории авиации и космонавтики Государственного политехнического музея при КПИ им. Игоря Сикорского.
13 мая 1946 года правительство Советского Союза приняло постановление о создании в СССР ракетной отрасли и науки. На базе артиллерийского завода №88 был создан государственный Научно-исследовательский институт НИИ-88. В этот НИИ министр обороны СССР своим приказом назначил Сергея Павловича Королева Главным конструктором баллистических ракет дальнего действия. В июне 1946 г. началось строительство испытательного ракетного полигона Капустин Яр, начальником которого был назначен генерал-лейтенант Василий Иванович Вознюк.
На полигоне Капустин Яр 10 октября 1948 г. состоялся первый старт одноступенчатой баллистической ракеты Р-1 разработки С.П.Королева, впоследствии проводились испытания ракет Р-2, Р-5. В условиях холодной войны руководство СССР ставило задачу создать ракету, которая была бы способна достичь территории США. Ракета Р-5 имела дальность полета 1200 км, и для этого не годилась. В то же время при участии Академии наук СССР было развернуто программу геофизических пусков с целью исследования состояния атмосферы на больших высотах. 22 июля 1951 г. с полигона Капустин Яр впервые стартовала ракета Р-1В с подопытными животными - собаками Дезик и Цыган. В экспериментальных пусках испытывались и отрабатывались гермокабины, высотные скафандры, катапульты, парашютные системы спасения, выполнялось активное зондирование верхней атмосферы и ионосферы, а также эксперименты по распространению радиоволн.
В газетах и научно-популярных журналах все чаще появлялись публикации, посвященные космическим проектам. Среди их авторов были "открытые" советские (А.А.Штернфельд, Г.И.Покровский, Ю.С.Хлебцевич, Ф.Ю.Зигель и др.) И зарубежные (В. фон Браун, В. Лей, Е. Бурчесс, К. Гетланд и др.) специалисты.
20 мая 1954 года вышло постановление правительства СССР о разработке под руководством С .П.Королева межконтинентальной двухступенчатой ракеты Р-7. Соратник Сергея Королева Михаил Клавдиевич Тихонравов, работавший в НИИ-4 Министерства обороны, пришел к мнению, что такая ракета может стать носителем не только боевого термоядерного заряда, но и искусственного спутника Земли (ИСЗ). Он оформил эту идею в виде инженерной записки.
Получив записку М.К.Тихонравова, С.П. Королев действовал решительно. 27 мая 1954 г. он подал министру оборонной промышленности СССР Д.Ф.Устинову докладную записку о возможности и целесообразности вывода на орбиту ИСЗ на базе ракеты Р-7. Над созданием ИСЗ совместно с С. П. Королевым работали ученые: М.В.Келдыш, Н.С.Лидоренко, Г.Ю.Максимов, В.И.Лапко, А.В.Бухтияров и др.
Успеху в создании двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7 способствовала большая исследовательская работа группы М.К.Тихонравова (Г.Ю.Максимов, Г.Н.Чернишов, И.М.Яцунский и др.). Группа разработала обширную программу освоения космического пространства: запуск первого спутника, создание пилотируемых кораблей и станций, высадка на Луну. Она проделала огромную конструкторскую работу с преодолением многих трудностей. Так в творческих поисках рождалась первая в мире межконтинентальная ракета, которой суждено стать шедевром инженерной мысли.
Полигон Капустин Яр уже не отвечал требованиям размещения новых объектов из-за ограниченности территории, значительной заселенности окружающей местности, наличия рядом крупного индустриального центра - Сталинграда. Кроме того, один из пунктов радиоуправления пришлось бы размещать в Каспийском море.
В феврале 1955 г. Совет Министров СССР принял Постановление "О новом полигоне для Министерства обороны СССР".
О степени важности выбора места для полигона говорил состав комиссии: заместитель председателя Совета Министров В.А.Малышев, заместители министра обороны маршалы Г.К.Жуков и А.М.Василевский, министр радиотехнической промышленности В.Д.Калмиков. К месту для нового полигона выдвигались очень жесткие требования: трасса полета ракеты должна быть не менее 8000 км, она должна располагаться на территории Советского Союза и иметь два поля падения - для первой ступени, что отделяется, и для головной части (ГЧ). Вблизи трассы не должно быть крупных населенных пунктов на случай аварийных ситуаций. Отчуждение земельных участков для сооружений полигона не должно наносить существенный вред народному хозяйству. Рекогносцировочную группу для выбора места будущего полигона возглавил генерал-лейтенант В.И.Вознюк. И такое место было выбрано в Казахстане, близ разъезда Тюра-Там. Надо сказать, что официально в то время речь о запуске спутника не шла. Полигон создавался для испытаний боевой межконтинентальной ракеты Р-7 с дальностью полета 8000 км.
Преимуществами места для размещения нового полигона были: его пустынность, наличие железнодорожной магистрали Москва - Ташкент, наличие большой реки Сырдарья, сохранение секретности работ, которые здесь велись.
Однако пустынность местности была одновременно и недостатком из-за отсутствия жилья, источников электроэнергии, сети дорог, связи и других достижений цивилизации. Кроме того, здесь был резко континентальный климат от минус 30 ° С с ветром зимой и до + 50 ° С без ветра летом. К тому же, район был одним из трех мировых центров эпидемий чумы и холеры.
И в этом месте нужно было свести уникальное стартовое сооружение, найти и испытать соответствующие теплозащитные материалы для сохранения целостности ГЧ при входе в плотные слои атмосферы, создать новую систему радиоуправления и контроля траектории полета, построить контрольно-измерительный комплекс (КИК), включающий в себя пункты наблюдения за ракетой и приема телеметрической информации от точки старта до Тихого океана.
В феврале 1955 г. на станцию Тюра-Там прибыл первый отряд строителей во главе со старшим лейтенантом И.М.Денежкиным и сразу же приступил к геодезическим работам. За короткий срок были построены стартовая и техническая позиции, два пункта радиоуправления, девять измерительных пунктов (ИП) в районе падения первой ступени и шесть - в районе падения головной части ракеты (на Камчатке), радиопередающий и радиоприемный центры, линии связи (правительственная, далекая и внутриполигонная), шоссейные дороги, железнодорожные пути, водопровод, высоковольтные и телефонные линии до старта и до монтажно-испытательного корпуса (МИК). Кроме того, построили три жилых городка в стартовом районе, один на Камчатке и 12 - на измерительных пунктах.
Первым начальником полигона был назначен генерал-лейтенант А.И.Нестеренко, первым начальником строительства полигона - генерал-майор Г.М.Шубников.
15 мая 1957 г. с полигона Байконур стартовала первая ракета Р-7, но неудачно. Неудачными были и еще два пуска - 11 июня и 12 июля. Удачным стал четвертый пуск, 21 августа, когда главная часть достигла района падения - Камчатки.
Работая над созданием межконтинентальной ракеты Р-7, С.П. Королев постоянно возвращался к идее практического освоения космоса. 16 марта 1954 г. на совещании у академика М.В.Келдыша был определен круг научных задач, решаемых с помощью искусственных спутников Земли. А в августе 1954 г. Совет Министров СССР утвердил предложения по разработке научно-теоретических вопросов, связанных с космическим полетом.
30 января 1956 г. Правительство СССР приняло постановление, которым предусматривалось создание в 1957-1958 гг. неориентированного спутника Земли. Общее руководство и обеспечение аппаратурой для исследований возлагалось на Академию наук СССР; создание спутника - на Министерство оборонной промышленности (главный исполнитель - ОКБ-1); разработка комплекса системы радиоуправления, радиотехнической аппаратуры и телеметрических систем - на Министерство радиотехнической промышленности; создание гироскопических приборов - на Министерство судостроительной промышленности; разработка комплекса наземно-поискового, заправочного и подъемно-транспортного оборудования - на Министерство машиностроения; проведение пусков - на Министерство обороны.
В 1956 г. М.К.Тихонравова перевели из НИИ-4 Министерства обороны в ОКБ-1 к С.П. Королеву на должность начальника отдела проектирования различных ИСЗ (в том числе и первого), пилотируемых кораблей, космических аппаратов для исследования Луны и некоторых планет Солнечной системы.
С 1 мая 1958 г. проходил международный геофизический год. 67 стран проводили совместные геофизические исследования и наблюдения. А США заявили, что в 1958 г..они запустят в космос свой спутник. Здесь уже было дело престижа.
15 февраля 1957 г. было принято постановление о выводе в космос простого неориентированного спутника Земли. Разработку эскизного проекта ИСЗ поручили проектному отделу, управляемому С.С.Крюковым, научным референтом стал М.К.Тихонравов. Над эскизным проектом работали сотрудники сектора Е.Ф. Рязанова - И.В.Лавров, В.В.Молодцов, В.И.Петров, М.П.Кутиркин, О.М.Сидоров, Л.М.Солдатова, М.С.Флоринский, М.П.Белоусов, В.В.Носков и др.
Хотя спутник и назывался простейшим, но создавался он впервые, и никаких аналогов в технике не было. Условие было только одно - ограничение по массе (не более 100 кг). Довольно быстро конструкторы пришли к выводу, что выгодно сделать его в форме шара. Сферическая форма позволяла при меньшей поверхности оболочки наиболее полно использовать внутренний объем.
Самый простой спутник (ПС-1) имел диаметр 580 мм и массу 83,6 кг. Его корпус был из алюминия и состоял из двух полуоболонок со стыковочными шпангоутами, соединенных между собой 36 шпильками М8 1х25. Герметичность стыка обеспечивалась резиновой вакуумной прокладкой. Полуоболочки были отполированы и подвергнуты специальной обработке, чтобы предоставить им заданные значения коэффициента поглощения солнечной радиации.
Двойник спутника многократно стыковали с корпусом ракеты и отделяли от него, пока не убедились, что надежно действует вся цепочка: срабатывают пневмозамки, отделяется головной обтекатель, освобождаются от "походного" положения штыри антенн и толкатель направляет спутник вперед.
После составления контейнер заполнили высушенным азотом. В верхней полуоболонке располагались две пары антенн длиной 2,4 и 3,9 м соответственно (чтобы несмотря на вращение спутника его радиосигналы могли получать постоянно не только стационарные радиостанции, но и радиолюбители во всех уголках земного шара), а также пружинный механизм, который разводит штыри антенн на угол 35 ° от продольной оси контейнера.
Снаружи верхняя полуоболочка была закрыта защитным экраном, а на ее верхней поверхности находился кронштейн для крепления радиопередатчика (разработка В.И.Лапка с НИИ-885, главный конструктор - М.С.Рязанский).
Серебряно-цинковый аккумулятор (из трех батарей), изготовленный во Всесоюзном НИИ источников тока под руководством его директора Н.С.Лидоренка, весил 51 кг и был рассчитан на работу в течение трех недель.
В состав аппаратуры ПС-1 входили также дистанционный переключатель, вентилятор системы терморегулирования, сдвоенные термореле и контрольное термо- и барореле. Два радиопередатчика мощностью 1 Вт поочередно излучали сигналы длительностью 0,3 с на волнах 7,5 и 15 м с частотой 40002 и 20005 МГц.
Ракета Р-7 могла вывести спутник на орбиту только при условии ее значительного облегчения. Поэтому из центрального блока сняли часть боевого оборудования, радиоотсек с системой радиоуправления, кабельные проводки, часть аккумуляторных батарей и др. В результате начальная масса ракеты уменьшилась с 280 т до 272,83, а в момент отрыва от стартового устройства составила 267 т. Длина ракеты-носителя со спутником была 29,167 м, тяга двигательной установки на старте - 397 тс. Параметры орбиты: наклон - 65,1 °, период обращения вокруг Земли - 96,17 мин.
При выводе в космос спутник находился под коническим обтекателем высотой 80 см с углом при вершине 48 ° и удерживался восемью зацепами. Стержни антенн прижимались к внешней поверхности конического переходника ракеты-носителя приливами обтекателя.
Отделение спутника осуществлялось пневмотолкателем с относительной скоростью 2,73 м/с (как дублирующим было предусмотрено пиротехническое устройство, обеспечивающее отделение ИСЗ со скоростью 1,45 м/с), одновременно пружинным толкателем со скоростью 0,643 м/с осуществлялось отделения головного обтекателя (ГО ). Вот таким концептуально весьма непростым был наш "самый простой" первенец.
В то же время начался выбор и определение параметров траектории активного участка первой "космической" ракеты 8К71 ПС.
Пуск был назначен на 7 октября. Но, как рассказывал космонавт Г.М. Гречко на встрече со студентами, "... мы по своим каналам узнали, что американцы тоже готовятся запускать спутник, доложили об этом Королеву. Здесь уже было дело престижа. Кто первый? С.П. Королев быстро принял решение: подготовительные работы сократить, а пуск назначить на 4 октября ".
Рано утром 2 октября 1957 г. ракету-носитель вывозили на стартовую позицию. Королев шел впереди установщика вместе со всеми главными конструкторами. Шли молча весь полуторакилометровый путь от монтажно-испытательного корпуса к стартовой площадке. Этот путь стал для многих из них дорогой в бессмертие. Так родилась еще одна традиция - сопровождать ракету-носитель и космический аппарат на стартовую площадку. В этот день Государственная комиссия приняла историческое решение: произвести пуск первого искусственного спутника Земли 4 октября.
Стартовый день 4 октября начался с утра и закончился за полночь по местному времени. 4 октября 1957 г. в 22 ч 28 мин 34 с по московскому времени яркая вспышка света осветила ночную степь Байконура и ракета со страшным грохотом пошла вверх. Ее факел постепенно слабел и скоро стал незаметным на фоне небесных светил. Королевская ракета Р-7 с первым в мире искусственным спутником Земли через 295,4 с, преодолев силу земного притяжения, с первой космической скоростью 7,78 км/с вывела спутник на орбиту с апогеем 947 км и перигеем 228 км. Спутник своим знаменитым "бип ... бип ... бип" сообщил всему миру о начале космической эры.
Так, через три столетия, была достигнута первая космическая скорость, рассчитанная основателем классической физики и закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном.
Впервые в истории сотни миллионов людей могли наблюдать как по ночному небосклону двигалась звездочка, созданная руками человека.
Многие считают, якобы спутник можно было наблюдать невооруженным глазом. Это не так. Отражающая поверхность спутника была слишком малой для визуального наблюдения. На самом деле все видели вторую ступень ракеты, ее центральный блок, который вышел на ту же орбиту, что и спутник.
Во время орбитального полета проводилось исследование плотности высоких слоев атмосферы, изучался характер распространения радиоволн в ионосфере, а также отрабатывались вопросы наблюдения за космическим объектом с Земли, передавалась информация о давлении и температуре внутри спутника.
Подготовку к запуску первого ИСЗ на Байконуре осуществляла 32-я опытно-испытательная инженерная часть с участием представителей промышленности. Непосредственно руководили работами полковник А.И.Носов, подполковник Е.И.Осташев, полковник А.А.Васильев. Что примечательно - в подготовке к запуску Р-7 с первым ИСЗ принимали непосредственное участие и офицеры-киевляне: П.П.Бабенко, М.В.Барладин, В.А.Беликов, О.М.Войтенко, А.О.Давиденко , Ю.П.Деянов, О.П.Завалишин, А.П. Затона, В.И.Катаев, В.О.Курашов, В.И.Леоненко, М.Е.Мантулин, В.М.Миров, В.В.Свищев, Ф.Д.Топтунов, М.П.Федорина, Ю.А.Чупахин и многие другие.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 21 декабря 1957 г много офицеров, сержантов, солдат, рабочих и служащих полигона были удостоены высоких правительственных наград.
Участник запуска 1-го ИСЗ генерал А.П.Завалишин вспоминал: "Все кричали "Ура!" Это была большая радость за совершенное, за то, что бессонные ночи, испытательные нервотрепки, бешеный ритм работы не прошли даром. Но мы еще не полностью представляли, что мы сделали. только когда прозвучало сообщение ТАСС и начался невиданный ажиотаж в прессе, мы поняли, что совершили не только очередной пуск, которые уже стали обыденными, а пуск эпохальный, открывший космическую эру человечества".
Первый ИСЗ просуществовал 92 суток и сделал 1440 оборотов вокруг Земли. Его сигналы "бип ... бип ... бип ..." в течение 21 суток будоражили сознание всех землян. По своей значимости это научно-инженерное достижение не имеет себе равных в истории человечества. 4 октября 1957 г. навечно войдет в историю Земли!
