Пилотируемая космонавтика в XXI веке. Военно-политические аспекты пилотируемой космонавтики Ремонтный док в космосе

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ ВОЕННЫХ НАУК

Полковник Е.И.Жук,

Лауреат Государственной премии РФ,

доктор политических наук, кандидат технических наук,

старший научный сотрудник, действительный член АВН

Военно-политические аспекты пилотируемой космонавтики

Космическая деятельность с самого начала стала ареной военно-политического соперничества двух сверхдержав, продолжающегося в тех или иных формах и с переменным успехом до настоящего времени. Это соперничество особо обострилось с началом пилотируемых полетов и освоения дальнего космоса.

Ключевые слова: космическая деятельность, космонавтика, ракета военного назначения, освоение космического пространства, искусственный спутник, пилотируемый полет, лунная кабина, долговременные космические станции, мирный космос, военный космос.

С запуском первого искусственного спутника Земли (ИСЗ), 4 октября 1957 года, началось практическое освоение бескрайних просторов Вселенной. Именно в России были заложены теоретические и философские основы космической деятельности, выполнены важные инженерно-технические разработки, открывшие путь к использованию беспилотных и пилотируемых космических аппаратов. Первый ИСЗ и полет Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года сделали нашу страну великой космической державой. Сбылись слова великого российского ученого, основоположника космонавтики К.Э. Циолковского о том, что 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.

Проникновение в космос стало одним из величайших свершений человеческого разума в многовековой истории земной цивилизации . Открытие космической эры, первые и наиболее значительные достижения в околоземном пространстве, в исследовании Луны и ближайших планет Солнечной системы были осуществлены наиболее передовыми в экономическом и научно-техническом отношении государствами - СССР и США. Однако космическая деятельность с самого начала стала ареной соперничества двух сверхдержав, стремившихся обеспечить себе военное превосходство на земле и в космосе, добиться победы в военно-политическом и идеологическом противоборстве. Выйдя союзниками из Второй мировой войны, они сразу втянулись в изнурительную гонку ракетно-ядерных вооружений. Сброс атомных бомб на японские города Хиросиму и Нагасаки явился не столько последним актом войны с фашизмом, сколько первой большой операцией «холодной войны»1.

Поворот Вашингтона от политики сотрудничества к конфронтации с Советским Союзом был предрешен приходом в Белый дом (после смерти президента Ф. Рузвельта 12 апреля 1945 года) Г. Трумэна. Первым известным документом «холодной войны» многие историки считают «длинную телеграмму», которую 22 февраля 1946 года направил в Вашингтон поверенный в делах США в Москве Дж. Кеннан. Советский Союз представлялся в ней «неумолимой враждебной силой». Но началом «холодной войны» принято считать известное выступление У. Черчилля 5 марта 1946 года в американском городе Фултоне, где бывший английский премьер призывал объединяться и вооружаться против «советской угрозы». Идею конфронтации с СССР горячо приветствовал президент Г. Трумэн, который спустя год изложил в конгрессе основы политики мира по-американски, вошедшей в историю под названием «доктрины Трумэна». Глава Белого дома провозгласил сферой национальных интересов США практически весь земной шар, а целью политики Соединенных Штатов - поддержку свободных народов, сопротивляющихся попыткам подчинения вооруженным меньшинствам или внешнему давлению, и сопротивление «советскому экспансионизму» повсюду в мире. Важнейшей и приоритетной задачей объявлялась борьба с «советским коммунизмом»2.

С началом «холодной войны» начался и первый этап космической гонки . Политические лидеры двух государств, руководители первых космических проектов в СССР и США по-разному оценивали значение освоения космического пространства для своих стран и всего человечества, представляли масштабы, организационные формы и системы приоритетов национальных космических программ. Но при этом бесспорным остается тот факт, что бескомпромиссное соперничество за право стать первой в истории «космической державой» имело ярко выраженную военно-политическую и идеологическую подоплеку. Разворачивалась и набирала темпы жесточайшая борьба за новое лидерство в науке, технике и экономике, которое давало возможность перевести военный потенциал государства на качественно новый уровень, связанный с обладанием оружием массового поражения и средствами его доставки к целям, находящимся в любом регионе планеты, а также распространить свой контроль на космическое пространство.

Космическая тематика естественным образом исторически была тесно связана с интенсивными работами по созданию ракет военного назначения. В 1935 году будущий главный конструктор космических кораблей, а на тот момент инженер-летчик Сергей Павлович Королев писал: «Интенсивное развитие ракетного дела за последнее десятилетие, несомненно, проходит под знаком подготовки к войне»3. Однако он искренне верил, что создание ракетных двигателей откроет перспективу полета человека в космос. В 1945 году он отмечал: «Мысль об использовании ракетных аппаратов для подъема человека на большие высоты и даже для вылета его в космическое пространство известна довольно давно, так как идея самого ракетного двигателя в силу его природы и принципа действия лучше всего применима для такого рода полетов»4. Программе пилотируемых космических полетов академик Королев придавал особое значение, неизменно подчеркивая ее сложность, большую ответственность, которую несут разработчики пилотируемых космических аппаратов. Он всегда говорил, что при всех положительных сторонах использования автоматических аппаратов окончательное освоение космического пространства и планет возможно только с участием человека при обеспечении нормальных условий для созидательной работы в космосе . О планах нашей страны запустить свой первый ИСЗ мировая общественность узнала в 1956 году, когда в Барселоне на ассамблее специального комитета по проведению Международного геофизического года5 вице-президент Академии наук И.П. Бардин сообщил, что СССР намерен запустить искусственный спутник Земли, посредством которого будут проведены измерения атмосферного давления и температуры, осуществляться наблюдения космических лучей, микрометеоритов, геомагнитного поля и солнечной радиации.

Видный специалист по космонавтике К. Эрике в конце 50-х годов писал: «Совершенно очевидно, что, помимо явных политических и военных интересов, в СССР было проявлено много подлинного энтузиазма в деле проникновения в мировое пространство с помощью космических ракет, в соответствии с пророческим предвидением К.Э. Циолковского... В широком смысле история управляемых снарядов представляет собой мост между ранними идеями космического полета и его практическим воплощением, становящимся реальностью во второй половине XX столетия. Соотношение между космическим полетом и управляемым снарядом может быть несколько упрощенно выражено следующей формулой: «если бы управляемый снаряд не был создан как оружие, его было бы необходимо создать как основу космического полета». Однако в последнем случае вопрос о том, кто должен платить по счетам на многие миллиарды долларов, вероятно, остался бы открытым»6.

В 1952 году для президента Г. Трумэна был подготовлен доклад о проблеме искусственного спутника Земли, ставший впоследствии основой при разработке проекта «Авангард». В докладе содержались самые общие сведения о космическом полете и одновременно указывалось на те преимущества, которые дают государству разработка и эксплуатация ИСЗ (научные, военные и психологические). Обращалось также внимание на необходимость лидерства США в этих областях.

Для координации работ в новой области деятельности в США еще в период Первой мировой войны был создан Национальный консультативный совет по аэронавтике (НАКА), который в соответствии с законом об авиации и исследовании космического пространства 1958 года был преобразован в Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). В СССР закона, регламентирующего космическую деятельность, не было. Поэтому цели исследования и практического использования космического пространства вытекали в основном из соответствующих документов ЦК КПСС и Советского правительства. Закон «О космической деятельности» появился уже после распада Советского Союза - 20 августа 1993 года.

Запуск в СССР первого в истории человечества ИСЗ, а затем полет Юрия Гагарина были восприняты американским общественным мнением как акты национального унижения. Сразу же в 1957 году в США были созданы три комиссии, которые независимо друг от друга должны были оценить причины отставания и представить рекомендации относительно ответных мер. Председатель подкомитета по боевой готовности сенатор Л. Джонсон (впоследствии - президент) так охарактеризовал ситуацию: «Мы ожидали, что будем первыми в запуске спутника. Но на самом деле мы даже еще не стали вторыми... Победил Советский Союз»7. Позже по поводу мотивов в соревновании с СССР в области космических исследований он отмечал: «Римская империя контролировала мир потому, что сумела построить дороги. Затем, когда началось освоение морских пространств, Британская империя доминировала в мире, так как имела корабли. В век авиации мы были могущественны, поскольку имели в своем распоряжении самолеты. Сейчас коммунисты захватили плацдарм в космосе»8. Его формула «кто владеет космосом - тот владеет всем миром» была воспринята политическим и военным руководством, а также всей американской общественностью как руководство к практическим действиям. Этот девиз стал основным для американских военных стратегов не только в начале 60-х годов, но и сохранил свою актуальность на современном этапе исторического развития.

После поражения на первом этапе освоения космического пространства США сконцентрировали свои главные усилия на поисках путей и средств формирования и эффективной реализации космической программы, способ-Ной в кратчайшие сроки ликвидировать отставание от Советского Союза и обеспечить им неоспоримое лидерство в исследовании и использовании космического пространства. Военное ведомство и связанные с ним исследовательские центры принялись за разработку перспективных проектов превращения космического пространства в новый театр военных действий. Особое внимание при этом отводилось лунной программе. В послании президента Дж. Кеннеди от 25 мая 1961 года говорилось, что США посвящают себя достижению следующей цели: до конца этого десятилетия высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю. Его решение было воспринято многими военными стратегами как стимул к разработке проектов по созданию военной базы на Луне. Свой замысел они предлагали осуществить в пять этапов: доставка на Землю образцов лунного грунта (ноябрь 1964); первая высадка на Луне и возвращение экипажа на Землю (август 1967); временная база на лунной поверхности (ноябрь 1967); завершение строительства лунной базы на 21 человека (декабрь 1968) и ввод ее в эксплуатацию (июнь 1969). В силу исторических обстоятельств военные проекты освоения Луны не были реализованы.

Решение президента Кеннеди было воплощено лишь в проекте «Аполлон» по осуществлению пилотируемых космических полетов на Луну. Испытательные полеты кораблей «Аполлон» начались в беспилотном варианте 28 мая 1964 года. Первый пилотируемый полет был осуществлен на корабле «Аполлон-7», выведенном на орбиту ИСЗ 11 октября 1968 года. 16 июля 1969 года к Луне стартовал «Аполлон-11». 20 июля лунная кабина совершила посадку на Луну, и 21 июля Н. Армстронг впервые в истории человечества вступил на лунную поверхность.

Воодушевленное исторической победой в «лунной гонке», руководство НАСА в сентябре 1969 года направило доклад специальному комитету по космосу при президенте США, в котором подводились первые итоги американской космической программы в области «мирного» космоса и содержались предложения по программе работ на ближайшие годы: продолжить По-Леты по программе «Аполлон» (1970-1972); начать строительство обитаемой базы-станции на Луне (1980-1983); к 1977 году создать первую обитаемую станцию на околоземной орбите; в будущем осуществить космические полеты к ближайшим планетам - Марсу и Венере, а затем к Юпитеру и другим планетам Солнечной системы. Предложенная грандиозная космическая программа в целом так и не была выполнена, однако американцам удалось до декабря 1972 года отправить еще шесть лунных экспедиций.

К сожалению, нога советского человека так и не ступила на поверхность Луны. Наша лунная программа, начатая еще при С.П. Королеве, из-за аварий так и не была реализована. Четвертая (и последняя) попытка запуска ракеты Н-1 была предпринята 23 ноября 1972 года, а в феврале 1976 года в соответствии с решением ЦК КПСС и Совета Министров все работы по этому проекту были прекращены.

Выиграв «лунную гонку», американцы переориентировали космическую программу на создание и эксплуатацию долговременных орбитальных станций . Первая и единственная американская орбитальная станция «Скайлэб» была выведена на орбиту 14 мая 1973 года. На ней в течение года последовательно отработали три длительные экспедиции. После возвращения последней в феврале 1974 года работы со станцией были прекращены, а основное внимание было сосредоточено на проекте многоразовой транспортной космической системы «Спейс шаттл».

Проект «Спейс шаттл» был объявлен президентом Р. Никсоном в марте 1970 года. В отличие от предыдущих космических программ работы в данном направлении велись нормальными темпами и не ускорялись по политическим или идеологическим соображениям. Поэтому не случайно первый полет Шаттла состоялся спустя десять лет - только 12 апреля 1981 года. В ходе развития программы проявилась важная тенденция выравнивания, пересечения усилий в создании космической техники гражданского и военного назначения. При этом повысилась активность министерства обороны в поисках средств и методов более широкого использования в своих интересах космической техники, находящейся в распоряжении НАСА и других гражданских ведомств. Если в прошлом министерство обороны пыталось получить возможность создавать пилотируемые системы исключительно военного назначения, то в проекте «Спейс шаттл» ему удалось добиться долевого участия в финансировании и одновременно самого высокого удельного веса своих интересов в перспективных планах эксплуатации кораблей многоразового применения. Практически во всех полетах астронавты выполняли большой объем экспериментов в интересах военного ведомства, а начиная с 15-го полета, выполненного по секретной программе министерства обороны, стали регулярно планироваться космические полеты исключительно в военных целях. По собственному признанию американцев, многоразовая транспортная система «Спейс шаттл» экономически не оправдывает возлагающихся на нее надежд. По стоимости вывода в космос полезных грузов система проигрывает одноразовым ракетам-носителям9.

Решение о создании в Советском Союзе многоразовой космической системы появилось значительно позже: постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании многоразовой космической системы в составе разгонной ступени, орбитального самолета, межорбитального буксира-корабля, комплекса управления системой, стартово-посадочного и ремонтно-восстановительного комплекса и других наземных средств, обеспечивающих выведение на северо-восточные орбиты высотой 200 километров полезных грузов массой до 30 тонн и возвращение с орбиты грузов массой до 20 тонн» было принято в феврале 1976 года с одновременным закрытием всех работ по лунной программе.

Работы над программой «Энергия» - «Буран» потребовали громадной концентрации сил всей страны, но проект фактически оказался незавершенным. Многоразовый орбитальный корабль «Буран» первый и последний раз взлетел 15 ноября 1988 года. В беспилотном режиме, дважды обогнув земной шар, он приземлился на аэродром при сильнейшем боковом ветре с очень высокой точностью. Советский Союз доказал, что многоразовый ракетно-космический комплекс «Энергия» - «Буран» технически не уступает, а по некоторым параметрам и превосходит американский «Спейс шаттл». Закрыв свою лунную программу и втянувшись в очередную космическую гонку, СССР вложил в невостребованную многоразовую космическую систему «Энергия» - «Буран» огромные средства, которых так не хватало на развитие орбитальных научно-исследовательских комплексов.

Принятие в конце 60-х годов программы по разработке долговременных орбитальных станций типа «Салют», послуживших в дальнейшем научно-технической базой для орбитального научно-исследовательского комплекса «Мир», обусловливалось прежде всего успехами американцев в реализации пилотируемых полетов на Луну. Проект орбитальной станции, работы по которому проводились под руководством В.Н. Челомея, получил наименование «Алмаз». В проекте, разрабатывавшемся по техническому заданию Министерства обороны, предполагалось, что пилотируемая космическая станция «Алмаз» станет более совершенной для ведения космической разведки, чем беспилотные космические аппараты-разведчики. Для этого станция оснащалась бортовым разведывательным комплексом и лучшей на тот период времени системой датчиков, сопряженных с ЭВМ. Ее макеты появились уже в 1968 году. Однако в дальнейшем было принято решение о разработке «гражданских» космических лабораторий - долговременных орбитальных станций (ДОС) на базе уже созданных образцов «военной» станции «Алмаз». Первая ДОС успешно стартовала 19 апреля 1971 года и получила название «Салют». 7 февраля 1991 года последняя станция «Салют-7» вошла в плотные слои атмосферы и прекратила свое существование, а на орбите остался уникальный орбитальный научно-исследовательский пилотируемый космический комплекс «Мир», базовый блок которого был выведен 20 февраля 1986 года. История орбитального комплекса «Мир» закончилась спустя 15 лет, когда 23 марта 2001 года он был затоплен в южной части Тихого океана.

С помощью орбитальных станций «Салют» и «Мир» была осуществлена уникальная программа поэтапного обживания человеком околоземного космического пространства. Начиная со станции «Салют-6», советская космонавтика прочно заняла лидирующие позиции в области длительных космических полетов, а также по реализации международных космических программ . Орбитальный комплекс «Мир» стал настоящим летным полигоном для проверки многих технических решений и технологических процессов, используемых в настоящее время на международной космической станции. Во многом благодаря осуществлению космической программы орбитального комплекса «Мир» роль России в этом проекте сразу же стала во многом ведущей. Пройдя непростой этап противостояния двух сверхдержав в космосе, пилотируемая космонавтика на современном этапе наконец-то вышла на путь взаимовыгодного сотрудничества . В настоящее время идет успешная реализация проекта по международной космической станции. В соответствии с Соглашением между Российской Федерацией и Соединенными Штатами от 26 октября 1998 года предусматривается возможность использования как Россией, так и США собственных элементов международной космической станции в интересах национальной безопасности своих государств.

На рубеже тысячелетий Америка пересмотрела свою космическую политику, и в 1996 году появилась президентская директива ПДД-49 «Национальная космическая политика», согласно которой в 1999 году была разработана директива министра обороны США № 3100.00 «Космическая политика», предусматривающая: учет новых подходов и политических установок в соответствии с президентской директивой; отражение основных изменений в системе обеспечения международной безопасности, новых аспектов стратегии национальной безопасности и военной стратегии, изменений в формировании бюджета национальной обороны, в структуре вооруженных сил, опыта использования космических сил в боевых условиях, расширяющегося использования космических средств в глобальном масштабе, распространения технологий и информации, развития военных и информационных технологий, активизации коммерческой деятельности в космосе, расширения кооперации между гражданскими и военными секторами и международного сотрудничества; выработку структуры всеобъемлющей политики по осуществлению космической или связанной с космосом деятельности.

В современной военной политике США космос рассматривается такой же средой, как суша, море или воздух, в которой будут осуществляться боевые операции в интересах обеспечения национальной безопасности Соединенных Штатов. Приоритетными задачами космической и связанной с космосом деятельности являются обеспечение статуса свободы космоса и защита в нем интересов национальной безопасности США. В принятой космической политике важная роль отводится пилотируемой космонавтике: «Уникальные возможности, связанные с присутствием человека в космосе, могут быть в максимальной степени использованы практически для проведения в космосе исследований, разработок, испытаний и оценки параметров систем, а также более эффективного решения текущих и перспективных задач в интересах обеспечения национальной безопасности. Это охватывает также и возможность выполнения человеком в космосе задач военного характера, являющихся уникальными по сути или предпочтительными по критерию стоимость-эффективность для обеспечения боевых действий войск»10.

Принципы национальной космической политики, изложенные в ПДД-49, в дальнейшем были пересмотрены новой администрацией Белого дома. Именно таков смысл президентской директивы № 15 от 28 июня 2002 года, в соответствии с которой совет национальной безопасности и департамент науки и техники должны были рассмотреть текущую космическую политику и выработать рекомендации по ее коррекции. В настоящее время пилотируемая космонавтика США взяла курс на дальнейшее освоение околоземного пространства и ближайших планет Солнечной системы. Космическая деятельность в России отнесена к категории высших государственных приоритетов. Главным нормативно-правовым актом является Закон РФ «О космической деятельности» от 20 августа 1993 года с изменениями и дополнениями от 29 ноября 1996 года. Он регламентирует все основные стороны космической деятельности в России и увязан с требованиями международного права.

К основополагающим документам по осуществлению космической политики относятся «Основы политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2010 года», утвержденные Президентом РФ В.В. Путиным 6 февраля 2001 года, и Концепция национальной космической политики Российской Федерации, утвержденная Постановлением Правительства РФ от 1 мая 1996 года. В них подчеркивается, что главными целями национальной космической политики на современном этапе являются: сохранение Россией статуса великой космической державы; эффективное использование и укрепление космического потенциала Российской Федерации в интересах развития науки и техники, повышения экономической и оборонной мощи страны; активное участие в международном сотрудничестве в области космической деятельности, направленном на решение глобальных проблем человечества.

Итак, военно-политический анализ развития пилотируемой космонавтики убедительно доказывает, что она была, есть и будет одним из важнейших факторов мирового развития и обеспечения национальной безопасности Российской Федерации. Ракетно-космическая отрасль, тесно и неразрывно связанная с наукой, доказала свою жизнеспособность даже в условиях глубокого экономического кризиса. Поэтому отечественной пилотируемой космонавтике сегодня, когда взят курс на освоение Луны и Марса, необходимо уделять самое пристальное внимание и делать все необходимое для ее развития.

Примечания:

Черток Б.Е. Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны. М.: Машиностроение. 2002. С. 16.

Стародубов В.П. Супердержавы XX века. Стратегическое противоборство. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2001. С. 33-53; Черток Б.Е. Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны. 2002. С. 9-21.

Творческое наследие академика Сергея Павловича Королева: Избранные труды и документы. М.: Наука, 1980. С. 70.

Хозин ПС. Великое противостояние в космосе (СССР - США). Свидетельства очевидца. М: Ве-че, 2001. С. 29.

Международный геофизический год с участием ученых из 67 стран был организован Международным советом научных союзов ЮНЕСКО и продолжался с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года; основные пункты его научной программы по своим масштабам носили глобальный, планетарный характер.

Эрике К.А. Космический полет: В 2 т. Т. 1 / Пер. с англ.: Ehricke Krafft A. Space Flight. Princeton, New Jer-sey - Toronto - New York - London. 1960. M.: Изд-во физ.-мат. литры, 1963. С. 71.

U.S. News and World Report. January 31. 1958. P. 56-57.

Wolfe Т. The Right Stuff. N.Y., 1980. P. 57.

Черток Б. Е. Ракеты и люди. Лунная гонка. М.: Машиностроение, 1999. С. 506.

Изучив этот параграф, мы:

• вспомним ученых, внесших значительный вклад в освоение космоса;
• узнаем, как можно изменять орбиту космических кораблей;
• убедимся, что космонавтика широко используется на Земле.

Зарождение космонавтики

Космонавтика изучает движение искусственных спутников Земли (ИСЗ), космических кораблей и межпланетных станций в космическом пространстве. Существует различие между природными телами и искусственными космическими аппаратами: последние при помощи реактивных двигателей могут изменять параметры своей орбиты.

Значительный вклад в создание научных основ космонавтики, пилотируемых космических кораблей и автоматических межпланетных станций (АМС) внесли советские ученые.

Рис. 5.1. К. Э. Циолковский (1857-1935)

К. Э. Циолковский (рис. 5.1) создал теорию реактивного движения. В 1902 г. он впервые доказал, что только при помощи реактивного двигателя можно достичь первой космической скорости.

Рис. 5.2. Ю. В. Кондратюк (1898-1942)

Ю. В. Кондратюк (А. Г. Шаргей; рис. 5.2) в 1918 г. рассчитал траекторию полета на Луну, которая впоследствии была применена в США при подготовке космических экспедиций «Аполлон». Выдающийся конструктор первых в мире космических кораблей и межпланетных станций С. П. Королев (1906-1966) родился и учился в Украине. Под его руководством 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был запущен первый в мире ИСЗ, созданы АМС, которые первыми в истории космонавтики достигли Луны, Венеры и Марса. Наибольшим достижением космонавтики в то время был первый пилотируемый полет космического корабля «Восток», на котором 12 апреля 1961 г. летчик-космонавт Ю. А. Гагарин совершил кругосветное космическое путешествие.

Круговая скорость

Рассмотрим орбиту спутника, который обращается по круговой орбите на высоте Н над поверхностью Земли (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Круговая скорость определяет движение тела вокруг Земли на постоянной высоте Н над ее поверхностью

Для того чтобы орбита была постоянной и не изменяла свои параметры, должны выполняться два условия.

1. Вектор скорости должен быть направлен по касательной к орбите.
2. Величина линейной скорости спутника должна равняться круговой скорости, которая определяется уравнением:

(5.1)

где - Мзем = 6×10 24 кг - масса Земли; G = 6,67×10 -11 (H м 2)/кг 2 - постоянная всемирного тяготения; Н - высота спутника над поверхностью Земли, Rзем = 6,37 10 9 м - радиус Земли. Из формулы (5.1) следует, что самое большое значение круговая скорость имеет при высоте Н = 0, то есть в том случае, когда спутник движется у самой поверхности Земли. Такая скорость в космонавтике называется первой космической:

В реальных условиях ни один спутник не может обращаться вокруг Земли по круговой орбите с первой космической скоростью, ибо плотная атмосфера очень тормозит движение тел, которые перемещаются с большой скоростью. Если бы даже скорость ракеты в атмосфере достигла величины первой космической, то большое сопротивление воздуха разогрело бы ее поверхность до температуры плавления. Поэтому ракеты во время старта с поверхности Земли сначала поднимаются вертикально вверх до высоты нескольких сотен километров, где сопротивление воздуха незначительно, и только тогда спутнику сообщается соответствующая скорость в горизонтальном направлении.

Для любознательных

Невесомость во время полета в космическом корабле наступает в момент, когда прекращают работу ракетные двигатели. Для того чтобы ощутить состояние невесомости, не обязательно лететь в космос. Любой прыжок в высоту, или длину, когда исчезает опора под ногами, дает нам кратковременное ощущение состояния невесомости.

Движение космических аппаратов по эллиптическим орбитам

Если величина скорости спутника будет отличаться от круговой или вектор скорости не будет параллелен плоскости горизонта, тогда космический аппарат (КА) будет обращаться вокруг Земли по эллиптической траектории. Согласно первому закону, в одном из фокусов эллипса должен находиться центр Земли, поэтому плоскость орбиты спутника должна пересекать плоскость экватора или совпадать с ней (рис. 5.4). В этом случае высота спутника над поверхностью Земли изменяется в пределах от перигея до апогея. ствующим точкам на орбитах планет - перигелия и афелия (см. § 4).

Рис. 5.4. Движение спутника по эллиптической траектории похоже на обращение планет в зоне тяготения Солнца. Изменение скорости определяется законом сохранения энергии: сумма кинетической и потенциальной энергии тела при движении по орбите остается постоянной

Если спутник движется по эллиптической траектории, то, согласно второму закону Кеплера, изменяется его скорость: наибольшую скорость спутник имеет в перигее, а наименьшую - в апогее.

Период обращения космического аппарата

Если космический аппарат движется по эллипсу вокруг Земли с переменной скоростью, его период обращения можно определить с помощью третьего закона Кеплера (см. § 4):

где Тс - период обращения спутника вокруг Земли; Т м = 27,3 суток - сидерический период обращения Луны вокруг Земли; а с - большая полуось орбиты спутника; =380000 км большая полуось орбиты Луны. Из уравнения (5.3) определим:

(5.4)

Рис. 5.5. Геостационарный спутник обращается на высоте 35600 км только по круговой орбите в плоскости экватора с периодом 24 ч (N - Северный полюс)

В космонавтике особую роль играют ИСЗ, которые «висят» над одной точкой Земли - это геостационарные спутники, использующиеся для космической связи (рис. 5.5).

Для любознательных

Для обеспечения глобальной связи достаточно вывести на геостационарную орбиту три спутника, которые должны «висеть» в вершинах правильного треугольника. Сейчас на таких орбитах находятся уже несколько десятков коммерческих спутников разных стран, обеспечивая ретрансляцию телевизионных программ, мобильную телефонную связь, компьютерную сеть Интернет.

Вторая и третья космические скорости

Эти скорости определяют условия соответственно для межпланетных и межзвездных перелетов. Если сравнить вторую космическую скорость V 2 с первой V 1 (5.2), то получим соотношение:

Космический корабль, стартующий с поверхности Земли со второй космической скоростью и движущийся по параболической траектории, мог бы полететь к звездам, потому что парабола является незамкнутой кривой и уходит в бесконечность. Но в реальных условиях такой корабль не покинет Солнечную систему, ибо любое тело, которое вышло за пределы земного тяготения, попадает в гравитационное поле Солнца. То есть космический корабль станет спутником Солнца и будет обращаться в Солнечной системе подобно планетам или астероидам.

Для полета за пределы Солнечной системы космическому кораблю нужно сообщить третью космическую скорость V 3 =16,7 км/с. К сожалению, мощность современных реактивных двигателей еще недостаточна для полета к звездам при старте непосредственно с поверхности Земли. Но если КА пролетает через гравитационное поле другой планеты, он может получить дополнительную энергию, которая позволяет в наше время совершать межзвездные полеты. В США уже запустили несколько таких АМС («Пионер-10,11» и «Вояджер-1,2»), которые в гравитационном поле планет-гигантов увеличили свою скорость настолько, что в будущем вылетят за пределы Солнечной системы.

Для любознательных

Полет на Луну происходит в гравитационном поле Земли, поэтому КА летит по эллипсу, в фокусе которого находится центр Земли. Самая выгодная траектория полета с минимальным расходом топлива - это эллипс, являющийся касательным к орбите Луны.

Во время межпланетных полетов, например на Марс, КА летит по эллипсу, в фокусе которого находится Солнце. Самая выгодная траектория с наименьшей затратой энергии проходит по эллипсу, который является касательным к орбите Земли и Марса. Точки старта и прилета лежат на одной прямой по разные стороны от Солнца. Такой полет в одну сторону длится более 8 месяцев. Космонавтам, которые в недалеком будущем посетят Марс, надо учесть, что сразу же вернуться на Землю они не смогут: Земля по орбите движется быстрее, чем Марс, и через 8 месяцев его опередит. До возвращения космонавтам нужно находиться на Марсе еще 8 месяцев, пока Земля займет выгодное положение. То есть общая продолжительность экспедиции на Марс будет не менее двух лет.

Практическое применение космонавтики

В наше время космонавтика служит не только для изучения Вселенной, но и приносит большую практическую пользу людям на Земле. Искусственные космические аппараты изучают погоду, исследуют космос, помогают решать экологические проблемы, ведут поиски полезных ископаемых, обеспечивают радионавигацию (рис. 5.6, 5.7). Но наибольшие заслуги космонавтики в развитии космических средств связи, космического мобильного телефона, телевидения и Интернета.

Рис. 5.6. Международная космическая станция

Ученые проектируют строительство космических солнечных электростанций, которые будут передавать энергию на Землю. В недалеком будущем кто-нибудь из нынешних учеников полетит на Марс, будет осваивать Луну и астероиды. Нас ждут загадочные чужие миры и встреча с другими формами жизни, а возможно, и с внеземными цивилизациями.

Рис. 5.7. Космическая станция в виде гигантского кольца, идею которой предложил Циолковский. Вращение станции вокруг оси создаст искусственное притяжение

Рис. 5.8. Старт украинской ракеты «Зенит» с космодрома в Тихом океане

Выводы

Космонавтика как наука о полетах в межпланетное пространство бурно развивается и занимает особое место в методах изучения небесных тел и космической среды. Кроме того в наше время космонавтика успешно применяется в средствах связи (телефон, радио, телевидение, Интернет), в навигации, геологии, метеорологии и многих других областях деятельности человека.

Тесты

1. С первой космической скоростью может лететь космический корабль, обращающийся вокруг Земли по круговой орбите на такой высоте над поверхностью:
   А. О км.
   Б. 100 км.
   В. 200 км.
   Г. 1000 км.
   Д. 10000 км.
2. Ракета стартует с поверхности Земли со второй космической скоростью. Куда она долетит?
   А. До Луны.
   Б. До Солнца.
   В. Станет спутником Солнца.
   Г. Станет спутником Марса.
   Д. Полетит к звездам.
3. Космический корабль обращается вокруг Земли по эллиптической орбите. Как называется точка орбиты, в которой космонавты находятся ближе всего к Земле?
   А. Перигей.
   Б. Перигелий.
   В. Апогей.
   Г. Афелий.
   Д. Парсек.
4. Ракета с космическим кораблем стартует с космодрома. Когда космонавты почувствуют невесомость?
   А. На высоте 100 м.
   Б. На высоте 100 км.
   В. Когда выключится реактивный двигатель.
   Г. Когда ракета попадет в безвоздушное пространство.
5. Какие из этих физических законов не выполняются в невесомости?
   А. Закон Гука.
   Б. Закон Кулона.
   В. Закон всемирного тяготения.
   Г. Закон Бойля-Мариотта.
   Д. Закон Архимеда.
6. Почему ни один спутник не может обращаться вокруг Земли по круговой орбите с первой космической скоростью?
7. Чем отличается перигей от перигелия?
8. Почему при запуске космического корабля возникают перегрузки?
9. Выполняется ли в невесомости закон Архимеда?
10. Космический корабль обращается вокруг Земли по круговой орбите на высоте 200 км. Определите линейную скорость корабля.
11. Может ли космический корабль сделать за сутки 24 оборота вокруг Земли?

Диспуты на предложенные темы

1. Что вы можете предложить для будущих космических программ?

Задания для наблюдений

1. Вечером найдите на небе спутник или международную космическую станцию, которые освещаются Солнцем и с поверхности Земли выглядят, как яркие точки. Нарисуйте их путь среди созвездий в течение 10 минут. Чем отличается полет спутника от движения планет?

Ключевые понятия и термины:

Апогей, геостационарный спутник, вторая космическая скорость, круговая скорость, межпланетная космическая станция, перигей, первая космическая скорость, искусственный спутник Земли.

Заправлены в планшеты
Космические карты,
И штурман уточняет
В последний раз маршрут...

Владимир Войнович (1957)

В начале 2016 года о том, нужна ли человечеству пилотируемая космонавтика, дискутируют научный журналист, модератор Клуба научных журналистов Александр Сергеев и астроном, ст. науч. сотр. ГАИШ МГУ Владимир Сурдин.

Александр Сергеев :

Нередко звучит мнение , что пилотируемая космонавтика не нужна , что это «всегда была политическая фаллометрия между сверхдержавами» и все задачи космических исследований могут выполнить роботы. Хотя в определенных аспектах это суждение не лишено оснований, в общем случае оно является ошибочным.

Естественно, политическая конкуренция была основным двигателем пилотируемой космонавтики. Как результат эти технологии были созданы исторически несколько преждевременно, из-за чего оказались связаны с чрезмерными рисками и затратами. Думаю, реально востребованными они станут еще через полвека. Но раз уж технологии созданы, желательно их сохранять и совершенствовать, а не забрасывать, чтобы потом воссоздавать с нуля. В этом смысл неспешной деятельности вокруг МКС.

Единственной ключевой проблемой в освоении человеком космоса остается высокая стоимость вывода грузов на орбиту. Из-за этого слишком дорого создавать вне Земли полноценную технологическую инфраструктуру. А без нее очень высокими оказываются риски, что, в свою очередь, увеличивает затраты. Получается порочный круг. Если тем или иным способом удастся существенно удешевить доставку, развитие космонавтики резко ускорится.

Принципиально это возможно. По формуле Циолковского для разгона 1 кг до первой космической скорости с помощью химических двигателей нужно всего около 20 кг топлива, то есть порядка 10 долл. Реальная стоимость доставки груза на МКС - около 30 тыс. долл. за килограмм.

Накрутка на 3,5 порядка (!) связана с традиционными технологическими решениями и организационными процессами, а также с вынужденно завышенными требованиями к безопасности (из-за невозможности оказания технической помощи в полете). Почти наверняка эту стоимость можно снизить в десятки раз за счет масштабирования космической деятельности, создания технологической инфраструктуры на орбите и реализации оригинальных идей, вроде запусков с высотных платформ или электромагнитных катапульт.

Что же касается необходимости пилотируемой космонавтики, то задачи, которые в обозримом будущем неосуществимы для автоматов, в космосе есть. Несколько лет назад я читал на эту тему американский отчет. Главной из таких задач там называлось геологическое бурение на поверхности других небесных тел. Речь шла не о скромных экспериментах, как на «Луне-24» или на «Кьюриосити», а о полноценном разведывательном бурении на десятки и сотни метров.

Также предлагаю сравнить скорость передвижения по поверхности:

• Лунный ровер «Аполлона-17» - 36 км за 3 дня - 12 км / сутки.
• «Луноход-2» - 42 км за 4 месяца - 350 м / сутки.
• «Оппортьюнити» - 42 км за 11,5 лет - 10 м / сутки.

Как сделать космическую базу рентабельной?

Есть мнение, что даже при снижении стоимости выведения на орбиту на порядок и росте орбитального трафика на два порядка пилотируемая космонавтика не найдет коммерческого оправдания. Я полагаю, что это не совсем так. Уже сейчас есть направления, которые находятся на грани рентабельности, а если стоимость выведения снизится на порядок-полтора, то работающие бизнес-идеи просто непременно появятся.

Сейчас на МКС живет шесть человек. Если принять рост орбитального трафика в сто раз, то космическое население должно вырасти даже больше, поскольку будет значительная экономия ресурсов за счет масштабирования и синергии. Итак, на орбите работает около тысячи человек. Чем они могут там заниматься?

Более или менее понятно, что не астрономическими наблюдениями, поскольку для этого даже на земных обсерваториях присутствие человека обычно не требуется.

Уникальное торговое предложение космической базы включает длительную невесомость, высокий вакуум, впечатляющий вид Земли из космоса, возможность сборки и обслуживания космических аппаратов без сведения их с орбиты. Возможно, я что-то упустил, но эти пункты очевидны.

Прежде всего, там создается отель. Даже сейчас, когда туристический билет на МКС стоит более 20 млн долл., туда стоит очередь желающих. И на жалкий суборбитальный прыжок за 200 тыс. - тоже. Думаю, что многие захотят за пару миллионов провести отпуск в орбитальном отеле на огромной космической станции с населением в сотни человек, перепробовать там кучу аттракционов (от спортивных игр в невесомости до выхода в открытый космос), познакомиться с работой различных коммерческих, технологических и научных команд.

Далее строится киностудия для съемок в невесомости. Понятно, что и сейчас в Голливуде умудряются создать впечатление невесомости в различных космических фильмах. Но для таких эффектов есть много ограничений, а сопутствующая компьютерная поддержка стоит дорого. Когда бюджеты фильмов исчисляются сотнями миллионов, может оказаться вполне оправданным за 20 млн отправить на орбиту съемочную команду с актерами.

Не забываем о рекламном потенциале «города на орбите». Компании будут платить за размещение своих логотипов на станции, поставку на нее своих продуктов, съемку там своих рекламных роликов, отправку победителей промо-лотерей. Наверняка появятся и новые неожиданные идеи вроде недавнего предложения устраивать по заказу искусственные метеорные дожди над городами, сбрасывая с орбиты специальные капсулы.

Ремонтный док в космосе

Следующее естественное направление - ремонтный док для спутников. Сейчас большинство спутников строится в расчете на полную автономию. Это заставляет делать все системы сверхнадежными, а значит, дорогими. Ошибки выведения, как правило, делают спутники бесполезными. Страховки покрывают стоимость аппаратов, но не упущенную выгоду. Наконец, многие спутники за время эксплуатации устаревают морально.

Пример телескопа «Хаббл» показывает, что обслуживание спутника может значительно продлить его активную жизнь. Буксир с ионным двигателем может приводить в док для обслуживания спутники, выведенные на нерасчетные орбиты, вышедшие из строя, нуждающиеся в модернизации или дозаправке. Кстати, работа многих комических обсерваторий ограничена запасами жидкого гелия на борту. В доке их можно было бы пополнять.

Развитием идеи ремонтного дока будет строительная верфь для крупных спутников и космических кораблей. Сейчас сложность исследовательских спутников и межпланетных станций ограничивается грузоподъемностью и габаритами ракет-носителей. А также тем, что космический аппарат должен безупречно работать сразу после стрессовых условий ракетного старта.

При снижении стоимости выведения и наличии орбитальной сборочной верфи многие ограничения на конструкцию крупных космических аппаратов были бы сняты. Также перестали бы быть столь проблематичными вопросы пилотируемых полетов к другим планетам. В частности, удалось бы снять самую трудную проблему радиационной безопасности экипажа, поскольку масса радиационной защиты больше не была бы сдерживающим фактором.

Исследовательская база в космосе

Следующий шаг - создание космической базы для систематического сбора, доставки и изучения образцов с различных тел Солнечной системы. Нет необходимости при полете за каждым таким образцом сначала выбираться из гравитационно-атмосферного колодца Земли, а потом возвращаться в него. Зонды с ионными двигателями могут стартовать прямо с космической станции и возвращаться на нее. На ней же может проводиться весь цикл исследований, за исключением самых экзотических.

Что касается исследований, то, полагаю, основной упор должен быть сделан на медицину и биологию в условиях нулевой или пониженной гравитации. Также не исключено появление новых материалов, которые оправданно производить в условиях невесомости.

Космический город

И наконец, не будем забывать, что человеческие поселения существуют не только для того, чтобы что-то куда-то поставлять. В них еще просто живут люди, которые занимаются самыми разными делами. Вполне естественно, что по мере роста космической базы часть людей станет просто ее жителями. Вероятно, поначалу жить там будет дорого и это смогут позволить себе лишь очень состоятельные люди. Но ведь их кто-то должен будет обслуживать. И цены этого обслуживания будут учитывать «орбитальную наценку». Так что все эти люди сформируют свой рынок.

Наконец, пойдут исследования по оптимизации жизни на самой орбитальной станции. Скажем, может оказаться, что снабжать станцию кислородом выгоднее не с Земли, а с Луны - в составе реголита. И из него же можно добывать алюминий для собственных конструкционных нужд.

Короче, если численность населения станет достаточно большой, на станции не сразу, но постепенно запустится своя экономика, и проект начнет сам искать себе заработок - туризм, реклама, эксклюзивные апартаменты, обслуживание космической техники, эксперименты, съемки и развлечения в невесомости и в открытом космическом пространстве. В общем, нормальная человеческая жизнь. Только для ее запуска нужно, чтобы стоимость выведения на орбиту снизилась на порядок, а лучше на два. А вот что нужно для этого, пока еще до конца не ясно.

Необходимо менять стратегию

Владимир Сурдин :

Рождение пилотируемой космонавтики в 1960-е было естественным этапом технического прогресса. В нем были заинтересованы все - инженеры, врачи, идеологи. Появление человека на околоземной орбите и далее на Луне сильно изменило мировоззрение просвещенной части землян, стимулировало прогресс науки.

Но в последние десятилетия в пилотируемой космонавтике застой. Ее развитие практически остановилось в середине 1980-х. Стало ясно, что на околоземной орбите человеку опасно оставаться более года, а вдали от Земли - более полугода. Что все оборонные и хозяйственные задачи (мониторинг Земли, связь, навигация и проч.) эффективнее решаются беспилотными аппаратами. Человек в космосе остается элементом государственного престижа, но с годами эффективность и этой его роли снижается.

Сейчас космонавты присутствуют только на МКС и в основном занимаются поддержанием работоспособности станции. Надежды на разработку новых технологий в невесомости (идеальные кристаллы, чистые лекарства), очевидно, не оправдываются. Научные эксперименты на МКС проводятся. Но если не принимать во внимание меркантильные соображения (т. е. финансирование), то ученые не горят желанием размещать свои приборы на МКС, предпочитая непилотируемые аппараты. Отправляя научную установку на МКС, ее всё равно приходится делать максимально автоматизированной и снабжать дополнительными устройствами, нейтрализующими вредное влияние (вибрацию и т. п.) космонавтов и систем их жизнеобеспечения.

Насколько я знаю, пилотируемая космонавтика съедает более трети бюджета гражданских космических агентств, не принося сколько-нибудь значительных научных и технических результатов, в отличие от беспилотных орбитальных аппаратов и межпланетных зондов.

Тем не менее по закону Паркинсона штат любого ведомства со временем только возрастает. Чиновники от пилотируемой космонавтики декларируют для нее новые амбициозные цели (полеты к астероидам, к Марсу), не делая в этом направлении реальных шагов. Даже моделируя на Земле длительные полеты (например, «Марс–500»), они не создают условий, по возможности близких к космическим, - я имею в виду радиацию.

Разумеется, было бы недальновидно на основании сказанного запретить пилотируемые полеты и в результате потерять наработанные технологии. Но менять стратегию необходимо. Технологии пребывания человека в космосе уже используются частными фирмами, развивающими космический туризм, поэтому они не пропадут. А государственные деньги желательно тратить на решение фундаментальных задач.

Предыдущее поколение людей вошло в историю цивилизации первыми шагами в космос. А чем ответит нынешнее поколение? Если переориентировать приоритеты большой космонавтики на создание новых межпланетных зондов и космических телескопов, то наше поколение могло бы стать первым обнаружившим жизнь вне Земли. По-моему, это достойная задача, решив которую мы откроем новые перспективы для человечества.

Александр Сергеев :

Я полностью согласен, что при неизменности технологий выведения на орбиту обозначенная Владимиром Георгиевичем смена стратегии оправданна и даже необходима. Однако мне была интересна ситуация, когда стоимость выведения удастся радикально снизить. В этом случае можно обеспечить в космосе защиту от радиации (это лишь вопрос массы экранов), избавить экипажи от постоянного воздействия невесомости (за счет закрутки больших станций) и значительно снизить психологические издержки (за счет увеличения численности экипажей и уровня безопасности полетов). Таким образом, радикальной космической экспансии препятствует лишь высокая стоимость вывода на орбиту. Технически осуществимые альтернативы ракетным технологиям уже придуманы. Тому, кто реализует их на практике, будет принадлежать космос. А до тех пор, да, только роботы и космонавты престижа.

«ИСТОРИЯПИЛОТИРУЕМОЙ КОСМОНАВТИКИ»

«…но в погоне за светом и знаниями человечество сначала робковыглянет за атмосферу, а потом завоют себе все околосолнечное пространство».

К. Э. Циолковский.

Человека всегда манило небо и … звезды. С тех самыхпор как он стал осознавать себя «Homo Sapiens », он всегда хотел летатьв небе как птица, а вглядываясь в темные глубины космоса, где таинственномерцали звезды, ему не давали покоя вопросы: одинок ли он во Вселенной? Есть либратья по разуму и какие они?

Впервые увидеть землю с высоты птичьего полета человексмог только с изобретеньем воздушного шара — 1783 г., а с изобретением самолета такая возможность появилась практически у всего человечества.

С таинство мерцающими звездами дело обстояло посложней- уж больно далеки были самые звезды. Даже свет от них достигает Земли, пробираясь сквозь глубины Вселенной не один десяток лет. И приблизится к нимможно было разве что оседлав мечту. Но человек не только мечтал, он еще идерзал, творил, приближая осуществление своей мечты.

С изобретением пороха был открыт принцип реактивногодвижения — пороховая ракета. Но понадобилось еще почти два тысячелетия, чтобыэта маленькая пороховая игрушка, пройдя путь через боевые реактивные снаряды имежконтинентальные носители ядерных боеголовок, превратилась в носителя космическихкораблей. Но обо всем по порядку.

На пороховую ракету обратили свое внимание ещеполководцы древности и начали использовать ее в качестве зажигательногосредства при осаде и штурме крепостей. Позже они решили использовать ее длядоставки к цели разрушительных зарядов. В Российской армии первое упоминание обиспользовании боевых ракет относится к середине XIX столетия -период русско-турецкой войны. Однако из-за отсутствия надежных способовстабилизации и управления полетом ракеты на траектории и, как следствие, оченьбольшого рассеивания, широкого распространения «ракетная артиллерия» неполучила. Как раз в это время была реализована идея нарезного ствола, чтонамного увеличило дальность и точность стрельбы, а новый, далеко несовершенныйи капризный реактивный снаряд не сулил артиллеристам никаких выгод.

Но именно в это самое время — конец XIX -начало XX столетий, бурно развивающееся воздухоплавание (кромевоздушных шаров в небе появились первые дирижабли) и только что нарождающаясяавиация дали толчок всем мечтателям в мире, воскресив прекрасную мечту ополетах к другим мирам. В их воображении к соседним планетам уже мчалисьэскадрильи космических кораблей, готовые или помочь братьям по разуму поднятьсяна более высокую ступень развития, или самим аккумульнуть знаний и технологий. Им казалось, что небо человеком уже освоено, «еще немного, еще чуть-чуть» — ивот он — Марс, мечта всех романтиков космоса.

Повсеместно начали организовываться всевозможныесекции и общества, ставившие своей целью полеты на Луну и к Марсу, читалисьлекции, проводились диспуты, издавалась масса околонаучных и простофантастических брошюр. Но трезво мыслящие мечтатели (а среди них были и такие) прекрасно понимали, что ни воздушный шар, ни дирижабль, ни самолет с его маломощнымпоршневым двигателем для достижения других планет не пригодны. И поэтому взорыкак мечтателей, так и реально мыслящих практиков космоплавания практическиодновременно пали на ракету.

В конце XIX столетия (1881 год) русский революционер-народоволецНиколай Кибальчич, приговоренный к смертной казни за убийство царя Александра II, за несколько дней до казни сделал первые наброски и расчеты (очевидно, впервыев России) ракетного летательного аппарата.

Примерно в это же время (конец XIXстолетия) калужский преподаватель гимназии Константин Эдуардович Циолковский, страстный мечтатель и ученый-самоучка, впервые теоретически обосновываетпринцип реактивного движения. В 1903 году издается его труд «Исследованиямировых пространств реактивными приборами». Спустя некоторое время, а именно в1929 году, издается его вторая книга по основам ракетоплавания «Космическиеракетные поезда». В «Трудах о космической ракете» он подводит черту под своимиработами в области космоплавания. В них он убедительно доказал, что единственновозможным двигателем для полета в пустоте (космическом пространстве) являетсяракета и теоретически обосновал возможность достижения ближайших к Земленебесных тел с помощью «ракетных поездов» т. е. многоступенчатыхракет-носителей, отбрасывающих свои отработавшие ступени. Этим достигалосьснижение остаточного веса ракеты-носителя и наращивание за счет этого еескорости.

За этот неоценимый вклад в теорию космоплаваниякалужский учитель К.Э. Циолковский обрел всемирную известность и по правусчитается основоположником теоретической космонавтики.

Примерно в это же время (первое десятилетие XXстолетия) на космическом небосводе России вспыхнула еще одна яркая звезда -Фридрих Артурович Цандер.

Слушая рассказы отца о черных безднах, разделяющихзвезды, о множестве иных миров, которые наверняка есть, пусть очень далеко, ноесть, Фридрих ни о чем другом думать уже не мог. У одних людей жизнь заслоняетсобой все эти мысли детства, а у Цандера мысли эти заслонили всю его жизнь.

Он окончил Политехнический институт в Риге, учился вГермании и снова в Риге. В 1915 году война переселила его в Москву. Теперь онзанимается только полетом в космос. Нет, конечно, помимо этого он работает наавиазаводе «Мотор», что-то делает, считает, чертит, но все мысли его в космосе. Ослепленный своими мечтами, он уверен, что убедит других, многих, всех в остройнеобходимости межпланетного полета. Он открывает перед людьми фантастическуюкартину, однажды открывшуюся ему, мальчику:

«Кто, устремляя в ясную осеннюю ночь свои взоры кнебу, при виде сверкающих на нем звезд не думал о том, что там, на далекихпланетах, может быть, живут подобные нам разумные существа, опередившие нас вкультуре на многие тысячи лет. Какие несметные культурные ценности могли быбыть доставлены на земной шар земной науке, если бы удалось туда перелететьчеловеку, и какую минимальную затрату надо произвести на такое великое дело всравнении с тем, что бесполезно тратится человеком».

Один крупный инженер вспоминает: «Он рассказывал омежпланетных полетах так, как будто у него в кармане был ключ от вороткосмодрома». Да ему нельзя не верить. И люди верят ему. Пока он говорит. Но онзамолкает и тогда многие начинают думать, что, наверное, он все-такисумасшедший.

А он голодал когда делал расчеты крылатой машины, которая смогла бы унести человека за пределы атмосферы. Работа эта такпоглотила его, что он ушел с завода и 13 месяцев занимался своим межпланетнымкораблем. Совершенно не было денег, он попал в большую нужду, но продолжалзаниматься своими расчетами. Любые дела и разговоры, не связанные смежпланетными путешествиями, его не интересовали. Он считал Циолковскогогением, мог сутками сидеть за столом со своей полуметровой логарифмическойлинейкой и утверждать при этом, что нисколько не устал. В угаре неистовойработы он вдруг стискивал на затылке пальцы и, не замечая никого вокруг, повторял горячо и громко:

- На Марс! На Марс! Вперед, на Марс!

Как легко было ошибиться в нем, приняв за фанатика- не более, за одержимого изобретателя мифического аппарата, воспаленный мозгкоторого не знал покоя.

Но он не был таким чудаком. Много лет спустячлен-корреспондент АН СССР И.Ф. Образцов так скажет о Фридрихе Артуровиче:

«Особенностью творческого метода Цандера былаглубокая математическая разработка каждой поставленной перед собой проблемы. Онне просто теоретически глубоко разрабатывал рассматриваемые вопросы, а сприсущей ему ясностью изложения старался дать свое толкование волновавшей егопроблемы, найти пути к ее практической реализации». Прежде всего Цандер былинженером, и не просто инженером. «Первый звездный инженер, мозг и золотокосмоплавания», — так отозвался о нем Циолковский.

А в это самое время будущий выпускник МВТУ им. БауманаСергей Павлович Королев, юноша, страстно влюбленный в небо, конструировал истроил планера, и сам на них летал. Нет, это был еще не тот Королев, конструктов ракетно-космических систем, о котором мир узнает ровно черезполвека. На этом отрезке жизненного пути молодого инженера и пилота маниластратосфера и способы ее достижения. Выбор, как и следовало ожидать, тожеостановился на ракете. А знакомство с трудами Циолковского и лично с Цандеромокончательно определило направление дальнейших поисков конструктора Королева -ракетоплан. Знакомство с Тихонравовым и Победоносцевым, а также сгазодинамической лабораторией (ГДЛ) в Ленинграде подтолкнуло его к созданиюаналогичного центра в Москве, оформившегося в группу изучения реактивногодвижения (ГИРД) при Осоавиахиме 1930 году. Начальником ГИРДа был назначенКоролев, а ее лидером, безусловно, был Цандер. А 17 августа 1933 года наполигоне в Нахабино стартовала первая советская ракета — знаменитая «девятка».Сохранился даже «Акт о полете ракеты ГИРД Р-1», — так называли «девятку», изкоторого следовало, что полет ракеты продолжался 18 секунд и она достиглавысоты 400 метров. Глубокой осенью, когда уже выпал снег, стартовала втораяракета ГИРД-X — полностью жидкостная, с двумя — спиртовым икислородным — баками, задуманная Цандером и осуществленная его соратниками попервой бригаде. Эти две ракеты стали действительно историческими: с нихначинается летопись советских жидкостных ракет.

В 1934 году по инициативе заместителя наркома обороныМ. Н. Тухачевского, человека передового и всячески поддерживающего ракетчиков, две родственные организации, занимающиеся изучением реактивного движения, Ленинградская ГДЛ и Московская ГИРД, были взяты под опеку наркомата обороны иобъединены в РНИИ — ракетный научно-исследовательский институт. Делу изученияреактивного движения был придан новый статус, — из организацииинициативно-общественной она стала организацией государственной важности иначала работать по планам военных заказчиков. А планы у военных были весьмаконкретные и очень далекие от полетов в космос и, тем более, на Марс. Имтребовалось высокоэффективная (обладающая большой огневой мощью) и с приемлемойточностью стрельбы «реактивная артиллерия», или по современному определению -реактивные снаряды класса «земля — земля» и «воздух — земля» (для стрельбы изсамолетов по земле).

Поставленные перед ним задачи РНИИ успешно разрешил: уже в боях на Халхин-Голе на самолетах И-153 «Чайка» и И-16 весьма успешноприменялись реактивные снаряды (ракеты класса «воздух — земля»), а к началуВеликой Отечественной Войны были созданы многоствольные реактивные установки наавтомобильной платформе — знаменитые гвардейские реактивные минометы, ласковоназываемые фронтовиками «Катюша», сыгравшие большую роль в достижении победынад врагом. Следует отметить, что попытки немцев создать нечто подобное, успехом не увенчались.

Наряду с разработкой боевых реактивных снарядов, отделинститута, возглавляемый конструктором Королевым, занимался разработкойкрылатых ракет (проекты 212, 216 и 217), но начавшаяся в 1937 году волнарепрессий докатилась и до РНИИ. В 1938 году было репрессировано практически всеруководство института и ведущие инженеры-конструкторы, в том числе и будущийглавный конструктор ракетно-космических систем.

А теперь оторвемся на минутку от дел Российских ипосмотрим, как же развивалась идея космоплавания в других странах?

С Соединенных Штатах Америки Роберт Годдард, человектрудного, сложного характера, предпочитал работать скрытно, в узком кругудоверенных людей, слепо ему подчинявшихся. По словам одного из американскихколлег, «Годдард считал ракеты своим частным заповедником, и тех, кто так жеработал над этим вопросом рассматривал как браконьеров… Такое его отношениепривело к тому, что он отказался от научной традиции сообщать о своихрезультатах через научные журналы…». Другой американец, историк космонавтики, пишет о нем: «Нельзя установить прямую связь между Годдардом и современнойракетной техникой. Он на том ответвлении, которое отмерло».

Из доклада американского ученого Ф. Дж. Малина: «Мыпросмотрели изданные работы первого поколения основоположников теориикосмических полетов: К.Э. Циолковского (1857 — 1937), Р. Годдарда (1882 -1945), Р. Эсно-Пельтри (1881 — 1957) и Г. Оберта. В научных кругах этиматериалы относили в основном к научно-фантастической литературе прежде всегопотому, что разрыв между возможностями существовавших экспериментальныхракетных двигателей и фактическими требованиями к ракетному двигателю длякосмического полета был фантастически велик. Отрицательное отношениераспространялось на само ракетное движение…».

Италия: «Должностные лица военно-воздушных силпроявляли очень мало интереса к будущему ракетных двигателей… Интересопекавшей нас итальянской администрации к ракетной технике находился на точкезамерзания» — это слова Л. Крокко, сына генерала Г. Крокко, крупнейшегоитальянского ракетного специалиста.

Франция: «Известный специалист по пороховым ракетам Л. Домблан говорил: «Этим делом я занялся по собственной инициативе и до концаработал сам, без помощи квалифицированных специалистов…».

Германия: «Добиться, чтобы авторитетные ученыевыслушали меня и подумали о моих предложениях, оказалось невозможно, -вспоминал Герман Оберт. — Единственный шанс заставить их заняться этим состоялв привлечении к моим идеям общественного интереса».

Но в германии был и другой инженер, грезивший ракетами- Вернер фон Браун. Уже в 1929 году ему удалось создать лабораторию и привлечьзаинтересованных и увлеченных ракетами специалистов. А с приходом к властинацистов в 1933 году работа этой лаборатории была взята под опеку военных истрого засекречена. Кроме того, в ряде других лабораторий и КБ проводиласьобширные работы по боевому применению реактивных снарядов. Наряду с эти в КБавиационного конструктора Вилли Мессершмита с широким размахом велись работы посозданию самолета с реактивным двигателем.

Триумф нашей «Катюши», как уже было отмечено, побуждалнемецких конструкторов создать аналогичные образцы фронтовых реактивныхустановок. Несмотря на тщательно охраняемый секрет советских гвардейскихреактивных минометов (даже за утерю одной доски от снарядного ящика виновномугрозил расстрел) немцам, как отмечает историк ракетной техники Герман Назаров, удалось «заполучить снаряд нашей «Катюши» еще в 1939 году, когда еще и имени унее этого не было. Немцы предприняли самые решительные и срочные меры, чтобысоздать подобное оружие и бросили на его разработку десятки фирм. К концу войнысуществовало множество опытных образцов, ни один из которых не удовлетворялтребованиям военных. С 1942 года немцы применяли на Восточном фронте шестиствольныеминометы, стреляющие реактивными снарядами «Небельверфер» и «Вурфгерет».Следует отметить, что, по сравнению со знаменитой «Катюшей», эффективность ихбыла невысока, широкого применения на фронте они не получили, а за издаваемыйпри стрельбе ужасный визг у фронтовиков они получили прозвище «Скрипач».

Немцами была создана также многоступенчатая 11метровая ракета «Рейнботе», которой они обстреливали Антверпен, былиэкспериментальные зенитные ракеты: маленький «Тайфун», трехметровые"Шметтерлинг" и «Энциан», шестиметровая «Рейнтохтер» и без малоговосьмиметровая «Вассерфаль». Из всех образцов относительно совершеннымоказался, пожалуй, только «Фаустпатрон» — реактивный гранатомет, которыйэффективно применялся в городских боях, когда несчастные мальчишки из"гитлерюгенд" в упор палили из них по нашим танкам. Но утверждать, что немецкиеракетчики достигли успехов только в создании реактивного гранатомета, — этозначит не сказать о них самого главного. Главный успех немецких ракетчиковсостоял именно в том, что они создали, испытали и поставили на поток крылатуюракету «Фау-1» с прямоточным пульсирующим реактивным двигателем ибаллистическую ракету «Фау-2». Первые самолеты — снаряды «Фау-1» началиобстреливать Лондон и другие города Англии в первой половине 1943 года. Но ихпрямоточный пульсирующий двигатель при полете издавал сильный треск, из-за чегокрылатая ракета была прозвана «трещоткой». Кроме того, она обладалаотносительно невысокой скоростью полета (до 600 км/час), поэтому легкоопознавалась средствами ПВО и довольно успешно перехватываласьсамолетами-истребителями.

Указанных недостатков уже не имел другой боевойреактивный снаряд конструкции Вернера фон Брауна — баллистическая ракета А-4,названная немцами «Vergeltungs Waffe » (оружие возмездия), сокращенно «Фау-2». Стартовый вес этой ракеты составлял 12,5 тонны, тягадвигателя — 25 тонн, высота полета — 86 километров, дальность — 250 километров.

7 сентября 1944 года из района Гааги была запущенапервая баллистическая ракета «Фау-2» по Парижу. Лондон начали обстреливать наследующий день. Когда в 18 часов 43 минуты 8 сентября 1944 года в районеЧизвик раздался сильный взрыв, подумали, что взорвалась газовая магистраль: ведь никакой воздушной тревоги не было. Взрывы повторялись и стало ясно, чтогазовые магистрали ни при чем. Около одной из воронок офицер ПВО поднял кусокпатрубка, который словно прилип к руке: метал был заморожен. Так стало ясно, что в ракете, очевидно, применяется жидкий кислород. Из 1402 запущенных «Фау-2"1054 упали на Британию, из них 517 — попали в Лондон, принеся много жертв иразрушений. 14 февраля 1945 года с седьмой площадки ракетного центра вПенемюнде взлетела последняя фашистская «Фау-2» — заводской номер 4299серийного производства «Миттельверке».

Да, следует признать, что немцы сделали большойрывок вперед в деле создания ракетных носителей большой мощности. Первымиоценили это англичане, так как первые подверглись обстрелу баллистическимиракетами. Поэтому неудивительно, что армейская разведка и секретные службысоюзников получили указания от своего руководства собирать все, имеющееотношение к ракетному оружию. А на завершающем этапе войны они начали настоящуюохоту за специалистами-ракетчиками.

В отличии от англичан, у нас ничего не было, кромедокладов разведки о стартах в Польше и радиоперехватов восторженных речейГеббельса, который утверждал, что новое оружие способно изменить весь ходвойны. Получены были также сведения, что немцы собираются применять «Фау-1» длябомбардировок Ленинграда. Подвешенные к бомбардировщикам «Хейнкель-111"самолеты-снаряды, пилотируемые летчиками-смертниками, собирались долететь доКуйбышева, Челябинска, Магнитогорска и других городов. Для мести несдавшемусяЛенинграду в Таллин морем были доставлены несколько „Фау-2“, шесть из которыхсекретным эшелоном были отправлены под Псков. Но до Пскова эшелон не дошел -его пустили под откос партизаны. В общем ни „Фау-1“, ни „Фау-2“ на Восточномфронте немцам применить не удалось, что не снизило, однако, интереса Ставки кракетному оружию противника. Едва войска маршала Конева приблизились к району"полигона Близна», как в НИИ-1 (бывший РНИИ) стали готовиться лететь в Польшу. А будущий главный конструктор ракетно-космических систем С. П. Королев, толькочто расконвоированный из туполевской «шарашки», занимался испытанием ракетныхускорителей для облегчения взлета бомбардировщиков Ту-2 и Пе-2 с полевыхаэродромов. Он уже кое-что слышал о ракетном оружии немцев, много анализировалполеты бомбардировщиков с ракетным ускорителем, уже не верит в жидкостныйракетоплан, но еще не верит и в большую ракету. Но сам факт реальносуществующей серийной ракеты, которая летает на дальность 250 километров, говорит ему о многом. «Фау-2» нравилась ему и раздражала его… Нравилась ираздражала! Ну, конечно же! Фау была машиной, обогнавшей свое время, и уже поэтому не могла не нравится ему. Но и не раздражать не могла, потому что своимфактом своего существования предопределяла выбор, который он должен былсделать: ракетоплан или большая ракета. Конечно, за последние 15 лет он многоепонял в ракетной технике, но неужели надо оставить ракетоплан? И ради чего?! Ради этой толстой немецкой штуковины, капризной и еще не умеющей хорошо летать? Но ведь уже сегодня она поднимается на высоту 178 километров, на которую неизвестно когда залетит ракетоплан, и залетит ли… Кроме всего прочего, баллистическая ракета — реальность, она уже летает и никого не надо убеждать, что ее можно сделать. А стратосферного самолета нет. Его нельзя увидеть. В чертежах те, кто решает, как правило, не разбираются. Значит, в ракетопланони могут только поверить. Но поверить — значит рискнуть. А кто захочетрисковать, если можно не рисковать?!

Вот эти думы делали Королева мрачным исосредоточенным. И было от чего помрачнеть: требовалась принципиальнаяперестройка всех планов жизни.

В первый набор наших охотников за трофеями он непопал — заканчивал программу испытаний и участвовал в подготовке самолета сускорителем к намечавшемуся в Тушино празднику — Дню Авиации. В Берлин он попаллишь в сентябре 1945 года.

К этому времени все крупнейшиеспециалисты-ракетчики немцев во главе с самим Вернером фон Брауном уже былиотловлены союзниками. К тому же все основные заводы по производству компонентовбаллистических ракет были захвачены американцами. К моменту передачи их асоветскую зону оккупации американцами было вывезено 300 товарных вагонов сракетами и их комплектующими. Из жалких остатков на подземных заводах послеамериканцев и в разбомбленном Пенемюнде Королеву едва удалось набрать полторадесятка разукомплектованных «Фау-2», которые специальным поездом былиотправлены в подмосковные Подлипки (нынешний город Королев). Там, на бывшемартиллерийском заводе, теперь переданном ракетчикам, к июлю 1947 года из них, после изготовления недостающих комплектующих, было собрано одиннадцать «Фау-2».Из Подлипок эти ракеты в великой тайне спецпоездом были доставлены на вновьсозданный полигон в низовьях Волги.

Первый старт баллистической ракеты в нашей странесостоялся 18 октября 1947 года в 10 часов 47 минут утра. Она «залезла» в небона 86 километров и начала валиться оттуда на землю по баллистической кривой. Воронка на месте ее падения диаметром около 20 метров и глубиной с деревенскую избу находилась в 274 километрах от старта. С 18 октября по 13 ноября 1947 года были отстрелены все одиннадцать ракет «Фау-2». Несмотря на то, чтотолько пять из одиннадцати ракет достигли цели, Королев, да и другиеспециалисты считали этот результат весьма обнадеживающим.

Прошло меньше года после того, как в КапЯре (полигон в низовьях Волги) отстреляли весь аленький запас трофейных «Фау-2», как туда уже была доставлена новенькая, «с иголочки», ее советская копия:"Р-1″. Первый пуск советской баллистической ракеты состоялся в октябре 1948 года. Как новейшее оружие, готовое прийти на смену ствольной артиллерии иавиации, эта ракета, конечно же, не годилась: малая дальность, малая мощностьбоезаряда и большое рассеивание. Но уже очень многие в руководстве, военном игражданском, начинали понимать, что ракеты — это весьма перспективное оружие, за ними будущее. Тем более, что в архивах Вернера фон Брауна были обнаруженычертежи еще более мощных многоступенчатых баллистических ракет А-9 и А-10,предназначавшиеся для бомбардировок Нью-Йорка.

Поэтому, запуская в серию несовершенную «Р-1», всепонимали, что это нужно для подготовки кадров конструкторов и проектантов, отработки технологий на производствах и взаимодействия со смежниками, подготовки многочисленной армии инженеров и рабочих высокой квалификации. Всеэто обстояло именно так и в дальнейшем с конвейеров советской промышленностисходили ракеты различного назначения, по образному выражению Н.С. Хрущева, «каксосиски из колбасного цеха».

Заглянем, на минутку, в хронологию «взросления"советских ракет:

1948 год — Р-1 — дальность 280 километров;

1949 год — Р-2 — дальность 600 километров;

1951 год — Р-3 — дальность 3000 километров (но ее Королев в серию не запустил, интуитивно почувствовал, что это не то);

1953 год — Р-5 — дальность 5000 километров;

1956 год — Р-5М — уже с ядерной боеголовкой;

1957 год — знаменитая Р-7 — межконтинентальная баллистическая.

О ракете Р-7 надо сказать особо. Ракета Р-7 -главный итог земных трудов Королева и начало его космических трудов. И спутник, и гагаринский корабль, и все прочие замечательные и оригинальные конструкцииСергея Павловича без ракеты Р-7 превращаются в дорогие, замысловатые ибессмысленные игрушки. «Семерка» — одно из чудес XX века — первично в истории космонавтики. Она могла бы просто забросить в космоспросто чугунную чушку, и все равно это было бы событие эпохальное.

Октябрь 1957 года — Р-7 выводит на орбиту первыйискусственный спутник Земли.

Сентябрь 1959 года — Р-7 впервые в историичеловечества донесла послание землян до Луны.

| | | | |
космонавтика история, космонавтика
Космона́втика (от греч. κόσμος - Вселенная и ναυτική - искусство мореплавания, кораблевождение) - теория и практика навигации за пределами атмосферы Земли для исследования космического пространства при помощи автоматических и пилотируемых космических аппаратов. Другими словами, это наука и технология космических полётов.

В русском языке этот термин был употреблён одним из пионеров советской ракетной техники Г. Э. Лангемаком, когда он переводил на русский язык монографию А. А. Штернфельда «Введение в космонавтику» («Initiation à la Cosmonautique»).

Основу ракетостроения заложили в своих трудах в начале XX века Константин Циолковский, Герман Оберт, Роберт Годдард и Рейнхольд Тилинг. Важным шагом стал запуск с космодрома Байконур первого искусственного спутника Земли в 1957 году СССР - Спутника-1.

Грандиозным свершением и отправной точкой развития пилотируемой космонавтики стал полёт советского космонавта Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года. Другое выдающееся событие в области космонавтики - высадка человека на Луну состоялось 21 июля 1969 года. Американский астронавт Нил Армстронг сделал первый шаг по поверхности естественного спутника Земли со словами:«Это маленький шаг для одного человека, но огромный скачок для всего человечества».

• 1 Этимология
• 2 История
  • 2.1 Ранняя история (до 1945 года)
  • 2.2 Ранняя советская ракетно-космическая программа
  • 2.3 Ранняя американская ракетно-космическая программа
  • 2.4 Важнейшие этапы освоения космоса с 1957 года
  • 2.5 Современность
• 3 Коммерческое освоение космоса
• 4 Военно-космическая деятельность
• 5 Космические агентства
• 6 Важные космические программы и полёты КА разных стран
  • 6.1 Искусственные спутники Земли (ИСЗ)
    • 6.1.1 Космические телескопы
  • 6.2 Автоматические межпланетные станции
    • 6.2.1 Лунные станции
  • 6.3 Пилотируемые полёты
  • 6.4 Орбитальные станции
  • 6.5 Частные космические корабли
• 7 Ракеты-носители
• 8 См. также
• 9 Примечания
• 10 Литература
• 11 Ссылки

Этимология

Впервые термин «космонавтика» появился в названии научного труда Ари Абрамовича Штернфельда «Введение в космонавтику» (фр. «Initiation à la Cosmonautique»), который был посвящён вопросам межпланетных путешествий. 1933 году работа была представлена польской научной общественности, но не вызвала интереса и была издана лишь в 1937 году в СССР, куда в 1935 переехал автор. Благодаря ему же, в русский язык вошли слова «космонавт» и «космодром». Долгое время эти термины считались экзотическими, и даже Яков Перельман упрекал Штернфельда в том, что тот запутывает вопрос, выдумывая неологизмы вместо устоявшихся названий:«астронавтика», «астронавт», «ракетодром». Основные идеи, изложенные в монографии, Штернфельд доложил в Варшавском университете 6-го декабря 1933 года.

В словарях слово «космонавтика» отмечено с 1958 года. художественной литературе слово «космонавт» впервые появилось в 1950 году в фантастической повести Виктора Сапарина «Новая планета».

В целом, в русском языке -навт, -навтик(а) утратили своё значение (какое эти слова имели в греческом языке) и превратились в подобие служебных частей слова, вызывающих представление о «плавании» - как то «стратонавт», «акванавт» и т. п.

История

Ранняя история (до 1945 года)

Макет первого искусственного спутника Земли.

Идея космических путешествий возникла после появления гелиоцентрической системы мира, когда стало ясно, что планеты - это объекты, подобные Земле, и таким образом, человек в принципе мог бы посетить их. Первым опубликованным описанием пребывания человека на Луне стала фантастическая повесть Кеплера «Somnium» (написана 1609, опубликована 1634). Фантастические путешествия на другие небесные тела описывали также Фрэнсис Годвин, Сирано де Бержерак и другие.

Теоретические основы космонавтики были заложены в работе Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии», опубликованной в 1687 году. Существенный вклад в теорию расчёта движения тел в космическом пространстве внесли также Эйлер и Лагранж.

Романы Жюля Верна «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1869) уже правильно описывают полёт Земля-Луна с точки зрения небесной механики, хотя техническая реализация там явно хромает.

23 марта 1881 года Н. И. Кибальчич, находясь в заключении, выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания для управления вектором тяги. За несколько дней до казни Кибальчич разработал оригинальный проект летательного аппарата, способного совершать космические перелёты. Его просьба о передаче рукописи в Академию наук следственной комиссией удовлетворена не была, проект был впервые опубликован лишь в 1918 году в журнале «Былое», № 4-5.

Российский учёный Константин Циолковский был одним из первых, кто выдвинул идею об использовании ракет для космических полётов. Ракету для межпланетных сообщений он спроектировал в 1903 году. Формула Циолковского, определяющая скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, и сегодня составляет важную часть математического аппарата, используемого при проектировании ракет, в частности, при определении их основных массовых характеристик.

Немецкий ученый Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта.

Американский ученый Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель и работающий прототип был создан к концу 1925 года. 16 марта 1926 года он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии. СССР исследовательские работы вели Группа изучения реактивного движения (Москва) и Газодинамическая лаборатория (Ленинград). 1933 году на их базе был создан Реактивный институт (РНИИ).

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество межпланетных сообщений (VfR). 14 марта 1931 член VfR Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты. VfR работал и Вернер фон Браун, который с декабря 1932 года начал разработку ракетных двигателей на артиллерийском полигоне германской армии в Куммерсдорфе. После прихода нацистов к власти в Германии были выделены средства на разработку ракетного оружия, и весной 1936 года была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, техническим директором которого был назначен фон Браун. нём была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полета 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 года состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 году началось её боевое применение под названием V-2. июне 1944 года ракета V-2 стала первым сделанным человеком объектом в космосе, достигнув в суборбитальном полете высоты 176 км.

Военное применение V-2 продемонстрировало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы - США и СССР - начали разработку баллистических ракет на основе трофейных германских технологий и с привлечением пленных германских инженеров.

См. также:Второе (космическое) управление и Совет главных конструкторов

Для создания средств доставки ядерного оружия 13 мая 1946 года Совет Министров СССР принял постановление о развёртывании масштабной работы по развитию ракетостроения. соответствии с этим постановлением было создано Второе (космическое) управление и Научно-исследовательский артиллерийский институт реактивного вооружения № 4.

Начальником института был назначен генерал А. И. Нестеренко, его заместителем по специальности «Жидкостные баллистические ракеты» - полковник М. К. Тихонравов, соратник С. П. Королёва по ГИРДу и РНИИ. Михаил Клавдиевич Тихонравов был известен как создатель первой жидкостной ракеты, стартовавшей в Нахабино 17 августа 1933 года. Он же в 1945 году возглавил проект подъёма двух космонавтов на высоту 200 километров с помощью ракеты типа «Фау-2» и управляемой ракетной кабины. Проект был поддержан Академией наук и одобрен Сталиным. Однако в трудные послевоенные годы руководству военной отрасли было не до космических проектов, которые воспринимались как фантастика, мешающая выполнению главной задачи по созданию «дальнобойных ракет».

Исследуя перспективы развития ракет, создаваемых по классической последовательной схеме, М. К. Тихонравов пришёл к выводу об их непригодности для межконтинентальных расстояний. Исследования, проведённые под руководством Тихонравова, показали, что пакетная схема из ракет, созданных в КБ Королёва, обеспечит скорость в четыре раза большую, чем возможная при обычной компоновке. Внедрением «пакетной схемы» группа Тихонравова приблизила выход человека в космическое пространство. инициативном порядке продолжались исследования проблем, связанных с запуском спутников и их возвращением на Землю.

16 сентября 1953 года по заказу ОКБ Королёва в НИИ-4 была открыта первая научно-исследовательская работа по космической тематике «Исследования по вопросу создания первого искусственного спутника Земли». Группа Тихонравова, имевшая солидный задел по этой теме, выполнила её оперативно.

В 1956 году М. К. Тихонравов с частью своих сотрудников переводится из НИИ-4 в ОКБ Королёва начальником отдела по проектированию спутников. При его непосредственном участии создаются первые ИСЗ, пилотируемые корабли, проекты первых автоматических межпланетных и лунных аппаратов.

Ранняя американская ракетно-космическая программа

«Спутниковый кризис», то есть тот факт, что первый искусственный спутник Земли был запущен в СССР, а не в США, привел ко многим инициативам правительства США, направленным на развитие космических исследований:

• принятие закона о подготовке кадров для национальной обороны в сентябре 1958;
• создание в феврале 1958 Агентства передовых оборонных исследовательских проектов - DARPA;
• создание указом президента США Эйзенхауэра от 29 июля 1958 Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства - NASA;
• огромное увеличение инвестиций в космические исследования. 1959 Конгресс США выделил на эти цели 134 миллиона долларов, что в четыре раза превышает показатель предыдущего года. К 1968 эта цифра достигла 500 миллионов.

Началась космическая гонка между США и СССР. Первым спутником, запущенным США, стал спутник «Эксплорер-1», запущенный 1 февраля 1958 года командой Вернера фон Брауна (он был завербован для работы в США по программе Операция «Беспросветность» (англ. Operation Overcast), позднее ставшей известной под названием Операция «Скрепка»). Для запуска была создана форсированная версия баллистической ракеты Редстоун, названная Юпитер-С (Jupiter-C), первоначально предназначавшаяся для испытания уменьшенных макетов боеголовок.

Этому запуску предшествовала неудачная попытка ВМС США запустить спутник «Авангард-1», широко разрекламированный в связи с программой Международного Геофизического Года. Фон Брауну по политическим причинам долго не давали разрешения на запуск первого американского спутника (руководство США хотело, чтобы спутник был запущен военными), поэтому подготовка к запуску «Эксплорера» началась всерьёз лишь после аварии «Авангарда».

Первым астронавтом США в космосе стал Алан Шепард, который 5 мая 1961 года совершил суборбитальный полёт на космическом корабле Меркурий-Редстоун-3. Первым из астронавтов США орбитальный полёт совершил Джон Гленн 20 февраля 1962 года на корабле Меркурий-Атлас-6.

Важнейшие этапы освоения космоса с 1957 года

В 1957 году под руководством Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли.

• 4 октября 1957 - запущен первый искусственный спутник Земли Спутник-1.
• 3 ноября 1957 - запущен второй искусственный спутник Земли Спутник-2, впервые выведший в космос живое существо, - собаку Лайку.
• 4 января 1959 - станция «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Она стала первым в мире искусственным спутником Солнца.
• 14 сентября 1959 - станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик, доставив вымпел с гербом СССР.
• 4 октября 1959 - запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-3», которая впервые в мире сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны. Также во время полёта впервые в мире был на практике осуществлён гравитационный манёвр.
• 19 августа 1960 - совершён первый в истории орбитальный полёт в космос живых существ с успешным возвращением на Землю. На корабле «Спутник-5» этот полёт совершили собаки Белка и Стрелка.
• 1 декабря 1960 - совершён первый запуск человеческих клеток в космос – клеток Генриетты Лакс. Зарождение космической клеточной биологии.
• 12 апреля 1961 - совершён первый полёт человека в космос (Юрий Гагарин) на корабле Восток-1.
• 12 августа 1962 - совершён первый в мире групповой космический полёт на кораблях Восток-3 и Восток-4. Максимальное сближение кораблей составило около 6.5 км.
• 16 июня 1963 - совершён первый в мире полёт в космос женщины-космонавта (Валентина Терешкова) на космическом корабле Восток-6.
• 12 октября 1964 - совершил полёт первый в мире многоместный космический корабль Восход-1.
• 18 марта 1965 - совершён первый в истории выход человека в открытый космос. Космонавт Алексей Леонов совершил выход в открытый космос из корабля Восход-2.
• 3 февраля 1966 - АМС Луна-9 совершила первую в мире мягкую посадку на поверхность Луны, были переданы панорамные снимки Луны.
• 1 марта 1966 - станция «Венера-3» впервые достигла поверхности Венеры, доставив вымпел СССР. Это был первый в мире перелёт космического аппарата с Земли на другую планету.
• 3 апреля 1966 - станция «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны.
• 30 октября 1967 - произведена первая стыковка двух беспилотных космических аппаратов «Космос-186» и «Космос-188». (CCСР).
• 15 сентября 1968 - первое возвращение космического аппарата (Зонд-5) на Землю после облета Луны. На борту находились живые существа:черепахи, плодовые мухи, черви, растения, семена, бактерии.
• 16 января 1969 - произведена первая стыковка двух пилотируемых космических кораблей Союз-4 и Союз-5.
• 21 июля 1969 - первая высадка человека на Луну (Н. Армстронг) в рамках лунной экспедиции корабля Аполлон-11, доставившей на Землю, в том числе и первые пробы лунного грунта.
• 24 сентября 1970 - станция «Луна-16» произвела забор и последующую доставку на Землю (станцией «Луна-16») образцов лунного грунта. Она же - первый беспилотный космический аппарат, доставивший на Землю пробы породы с другого космического тела (то есть, в данном случае, с Луны).
• 17 ноября 1970 - мягкая посадка и начало работы первого в мире полуавтоматического дистанционно управляемого самоходного аппарата, управляемого с Земли:Луноход-1.
• 15 декабря 1970 - первая в мире мягкая посадка на поверхность Венеры:«Венера-7».
• 19 апреля 1971 - запущена первая орбитальная станция Салют-1.
• 13 ноября 1971 - станция «Маринер-9» стала первым искусственным спутником Марса.
• 27 ноября 1971 - станция «Марс-2» впервые достигла поверхности Марса.
• 2 декабря 1971 - первая мягкая посадка АМС на Марс:«Марс-3».
• 3 марта 1972 - запуск первого аппарата, покинувшего впоследствии пределы Солнечной системы:Пионер-10.
• 20 октября 1975 - станция «Венера-9» стала первым искусственным спутником Венеры.
• октябрь 1975 - мягкая посадка двух космических аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» и первые в мире фотоснимки поверхности Венеры.
• 12 апреля 1981 - первый полёт первого многоразового транспортного космического корабля «Колумбия».
• 20 февраля 1986 - вывод на орбиту базового модуля орбитальной станции Мир
• 15 ноября 1988 - первый и единственный космический полёт МКС «Буран» в автоматическом режиме.
• 24 апреля 1990 - запуск телескопа Хаббл на околоземную орбиту.
• 7 декабря 1995 - станция «Галилео» стала первым искусственным спутником Юпитера.
• 20 ноября 1998 - запуск первого блока «Заря» Международной космической станции.
• 24 июня 2000 - станция «NEAR Shoemaker» стала первым искусственным спутником астероида (433 Эрос).
• 30 июня 2004 - станция «Кассини» стала первым искусственным спутником Сатурна.
• 15 января 2006 - станция «Стардаст» доставила на землю образцы кометы Вильда 2.
• 17 марта 2011 - станция «MESSENGER» стала первым искусственным спутником Меркурия.

Современность

Сегодняшний день характеризуется новыми проектами и планами освоения космического пространства. Активно развивается космический туризм. Пилотируемая космонавтика вновь собирается вернуться на Луну и обратила свой взор к другим планетам Солнечной системы (в первую очередь к Марсу).

В 2009 году в мире на космические программы было потрачено $68 млрд, в том числе в США - $48,8 млрд, ЕС - $7,9 млрд, Японии - $3 млрд, России - $2,8 млрд, Китае - $2 млрд.

Программы пилотируемой космонавтики имеют тенденцию к сокращению. С 1972 года прекращены пилотируемые полёты к другим космическим телам, в 2011 году прекращены программы многоразовых космических кораблей, осталась только одна орбитальная станция против двух одновременно поддерживаемых СССР в середине 1980-х годов.

Коммерческое освоение космоса

Существуют три основных направления прикладной космонавтики:

• Космические информационные комплексы - современные системы связи, метеорология, навигация, системы контроля использования природных ресурсов, охрана окружающей среды.
• Космические научные системы - научные исследования и натурные эксперименты.
• Космическая индустриализация - производство фармакологических препаратов, новых материалов для электронной, электротехнической, радиотехнических и других отраслей. перспективе - разработка ресурсов Луны, других планет Солнечной системы и астероидов, удаление в космос отходов вредных промышленных производств.

Военно-космическая деятельность

Основная статья:Военно-космическая деятельность

Космические аппараты используются для спутниковой разведки, дальнего обнаружения баллистических ракет, связи, навигации. Создавались также системы противоспутникового оружия.

Космические агентства

Основная статья:Список космических агентств

• Бразильское космическое агентство - основано в 1994 году.
• Европейское космическое агентство (ЕКА) - 1964.
• Индийская организация космических исследований - 1969.
• Канадское космическое агентство - 1989.
• Китайское национальное космическое управление - 1993.
• Национальное космическое агентство Украины (НКАУ) - 1996.
• Национальное управление США по аэронавтике и использованию космоса (НАСА) - 1958.
• Федеральное космическое агентство России (ФКА РФ) - (1990).
• Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) - 2003.

Важные космические программы и полёты КА разных стран

Искусственные спутники Земли (ИСЗ)

• Спутник - серия первых в мире ИСЗ.
  • Спутник-1 - первый аппарат, запущенный человеком в космос.
• Авангард - серия первых американских спутников. (США)

Спутники СССР и России списком :Электрон // Полёт// Метеор // Экран // Радуга // Горизонт // Молния // Гейзер // Альтаир // Купон // ГЛОНАСС // Парус // Фотон // Око // Стрела // Ресурс // Целина // Бион // Вектор /Ромб // Цикада.

Космические телескопы

• Астрон - космический ультрафиолетовый телескоп (СССР).
• Хаббл - космический телескоп-рефлектор. (США).
• Swift - космическая обсерватория для наблюдения гамма-вспышек (США, Италия, Великобритания).

Автоматические межпланетные станции

• Пионер - программа исследования Луны, межпланетного пространства, Юпитера и Сатурна. (США)
• Вояджер - программа исследования планет-гигантов. (США)
• Маринер - исследования Венеры, Марса и Меркурия. (США)
• Марс - исследования Марса, первая мягкая посадка на его поверхность. (СССР)
• Венера - программа исследования атмосферы Венеры и её поверхности. (СССР)
• Викинг - программа исследования поверхности Марса. (США)
• Вега - встреча с кометой Галлея, высадка аэрозонда на Венеру. (СССР)
• Фобос - программа исследований спутников Марса. (СССР)
• Марс Экспресс - искусственный спутник Марса, высадка марсохода «Бигль-2». (ЕКА)
• Галилео - исследование Юпитера и его спутников. (НАСА)
• Гюйгенс - зонд для исследования атмосферы Титана. (ЕКА)
• Розетта - высадка космического аппарата на ядро кометы Чурюмова-Герасименко (ЕКА).
• Хаябуса - забор грунта с астероида Итокава (JAXA).
• MESSENGER - исследование Меркурия (НАСА).
• Магеллан (КА) - исследование Венеры (НАСА).
• Новые горизонты - исследование Плутона и его спутников (НАСА).
• Venus Express- исследование Венеры (ЕКА).
• Phoenix - программа исследования поверхности Марса (НАСА).

Лунные станции

• Луна - исследование Луны, доставка лунного грунта, Луноход-1 и Луноход-2. (СССР)
• Рейнджер - получение телевизионных изображений Луны при падении на её поверхность. (США)
• Эксплорер 35 (Лунар Эксплорер 2) - изучение Луны и окололунного пространства с селеноцентрической орбиты. (США)
• Лунар Орбитер - вывод на орбиту вокруг Луны, картографирование лунной поверхности. (США).
• Сервейер - отработка мягкой посадки на Луну, исследования лунного грунта (США).
• Lunar Prospector - исследования Луны (США).
• Смарт-1 - исследования Луны, аппарат оснащён ионным двигателем. (ЕКА).
• Kaguya - исследования Луны и окололунного пространства (Япония).
• Чанъэ-1 - исследования Луны, картографирование лунной поверхности (Китай).

Пилотируемые полёты

• Восток - отработка первых пилотируемых полётов в космос. (СССР, 1961-1963)
• Меркурий - отработка пилотируемых полётов в космос. (США, 1961-1963)
• Восход - пилотируемые орбитальные полёты; первый выход в открытый космос, первые многоместные корабли. (СССР, 1964-1965)
• Джемини - двухместные космические корабли, первые стыковки на околоземной орбите. (США, 1965-1966)
• Аполлон - пилотируемые полеты на Луну. (США, 1968-1972/1975)
• Союз - пилотируемые орбитальные полеты. (СССР/Россия, с 1968)
  • Экспериментальный проект Аполлон-Союз (ЭПАС) (англ. Apollo-Soyuz Test Project, ASTP, 1975).
• Спейс Шаттл - многоразовый космический корабль. (США, 1981-2011)
• Шэньчжоу - орбитальные пилотируемые полёты. (Китай, с 2003)

Орбитальные станции

• Салют - первая серия орбитальных станций. (СССР)
• Скайлэб - орбитальная станция. (США)
• Мир - первая орбитальная станция модульного типа. (СССР)
• Международная космическая станция (МКС).
• Тяньгун-1 (КНР)

Частные космические корабли

• SpaceShipOne - первый частный космический корабль (суборбитальный).
• SpaceShipTwo - туристический суборбитальный космический корабль. Дальнейшее развитие SpaceShipOne.
• Дракон (Dragon SpaceX) - транспортный космический корабль, разрабатывается компанией SpaceX, по заказу НАСА в рамках программы «Коммерческой орбитальной транспортировки» (COTS).

Ракеты-носители

Основная статья:Ракета-носитель См. также:Список ракет-носителей

См. также

• Космодром
• Космическая индустрия
• Список космонавтов и астронавтов
• Космонавтика России Роскосмос Орбитальная спутниковая группировка России
• Хронология пилотируемых космических полётов
• Хронология космических исследований
• История исследования Солнечной системы
• Первые в космосе

Примечания

1. Космонавтика - Астрономический словарь.EdwART (2010). Проверено 29 ноября 2012. Архивировано из первоисточника 1 декабря 2012.
2. Статья Эдуарда Вилля Георгий Лангемак - отец «Катюши»
3. 1 2 Первушин А. И. «Красный космос. Звездные корабли Советской империи». М.:«Яуза», «Эксмо», 2007. ISBN 5-699-19622-6
4. 1 2 П. Я. Черных. «Историко-этимологический словарь современного русского языка», том 1. М.:«Русский язык», 1994. ISBN 5-200-02283-5
5. Н. И. Кибальчич. Биографическая статья в БСЭ.
6. Вальтер Дорнбергер:Пенемюде, c. 297 (Peenemuende, Walter Dornberger, Moewig, Berlin 1985. ISBN 3-8118-4341-9) (нем.)
7. Ракета. Историческая справка
8. Что составляло примерно 0,14 % (1958) и 0,3 % (1960) от расходов федерального бюджета США
9. Бессмертные клетки HeLa
10. Исследование:США затратили на космические программы $48,8 млрд // ИТАР-ТАСС

Литература

• К. А. Гильзин. Путешествие к далеким мирам. Государственное издательство детской литературы Министерства просвещения РСФСР. Москва, 1956
• Циолковский К. Э. Труды по космонавтике. М.:Машиностроение, 1967.
• Штернфельд А. А. Введение в космонавтику. М.; Л.:ОНТИ, 1937. 318 с; Изд. 2-е. М.:Наука, 1974. 240 с.
• Жаков А. М Основы космонавтики. СПб:Политехника, 2000. 173 с. ISBN 5-7325-0490-7
• Тарасов Е. В. Космонавтика. М.:Машиностроение, 1977. 216 с.

Энциклопедии по космонавтике

• Космонавтика. Малая энциклопедия. Гл. редактор В. П. Глушко. М.:Советская энциклопедия, 1970. 527 c.
• Энциклопедия Космонавтика. Гл. ред. В. П. Глушко. М.:Советская энциклопедия, 1985. 526 c.
• Всемирная энциклопедия космонавтики. 2-х томах. М.:Военный парад, 2002.
• интернет-энциклопедия «Космонавтика»

Ссылки

• ФКА РФ
• РКК «Энергия» имени С. П. Королёва
• НПО им. С. А. Лавочкина
• ГКНПЦ им. М. В. Хруничева
• Исследовательский центр имени М. В. Келдыша
• Пилотируемый космос
• Фотоархив «История отечественной космонавтики»
• Первые в космосе (огромный фото-, аудио-, видео- архив советской и российской космонавтики)
• Всероссийский детский и молодёжный центр аэрокосмического образования им. С. П. Королева Мемориального музея космонавтики (ВДМЦ АКО)
• Из истории развития отечественной космонавтики:исследование космического пространства с помощью автоматических космических станций - научно-популярная лекция, прочитанная Н. Морозовым в ФИАНе в 2007 г.

космонавтика, космонавтика в україні, космонавтика и её связь с другими науками, космонавтика история, космонавтика картинка, космонавтика картинки, космонавтика костюмы и корабли, космонавтика россии, космонавтика-уикипедия

Космонавтика Информацию О