1954–1957

Создание и запуск первых искусственных спутников Земли

Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия и особенно межконтинентальной ракеты Р-7, Сергей Павлович Королев постоянно возвращался к идее практического освоения космоса. Его мечта приобретала реальные очертания и была близка к осуществлению. Состоявшиеся встречи С.П. Королева с ведущими учеными страны по различным направлениям науки, особенно по геофизике и астрономии, определили основные задачи исследований в космическом пространстве.

16 марта 1954 г. состоялось совещание у М.В. Келдыша, где был определен круг научных задач, решаемых с помощью искусственных спутников Земли. Об этих планах поставили в известность президента Академии наук СССР А.Н. Несмеянова.

27 мая 1954 г. С.П. Королев обратился к министру оборонной промышленности Д.Ф. Устинову с предложением о разработке ИСЗ и направил ему докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную М.К. Тихонравовым. В ней давался подробный обзор состояния работ по ИСЗ за рубежом. При этом высказывалась, можно сказать, основополагающая мысль о том, что «ИСЗ есть неизбежный этап на пути развития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетные сообщения». Обращалось внимание на то, что за последние два-три года возросло внимание зарубежной печати к проблеме создания ИСЗ и межпланетным сообщениям. Заботились инициаторы работ по ИСЗ и о том, чтобы сообщить нужную информацию на этот счет и другим ответственным лицам, принимавшим решение: вопросы приоритета должны быть главным аргументом в течение всего последующего периода развития космонавтики.

^{С.П. Королев}

В августе 1954 г. Совет Министров СССР утвердил представленные В.А. Малышевым, Б.Л. Ванниковым, М.В. Хруничевым и К.Н. Рудневым предложения по проработке научно-теоретических вопросов, связанных с космическим полетом.

По заданию С.П. Королева Е.Ф. Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата для полета к Луне. Для этого исследовались два варианта третьей ступени ракеты Р-7 с компонентами топлива: «кислород – керосин» и «моноокись фтора – этиламины». Аппарат, доставляемый к Луне, должен был иметь массу 400 кг в первом варианте и 800—1000 кг во втором.

М.В. Келдыш поддержал идею создания трехступенчатой ракеты в лунном варианте, а инженер-полковник А.Г. Мрыкин выразил озабоченность насчет соблюдения сроков разработки ракеты Р-7, считая, что разработка спутника отвлечет внимание от основных работ, и предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракеты Р-7.

Постановление о работах по ИСЗ было принято 30 января 1956 г. Этим постановлением предусматривалось создание в 1957–1958 гг. и выведение ракетой типа Р-7 неориентированного ИСЗ (объект «Д») массой 1000–1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200–300 кг. Срок первого пробного пуска объекта «Д» устанавливался в 1957 г.

Этим же постановлением общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для исследований возлагалось на Академию наук СССР; создание ИСЗ как специального носителя аппаратуры для научных исследований – на Министерство оборонной промышленности; разработка комплекса системы управления, радиотехнической аппаратуры и телеметрических систем – на Министерство радиотехнической промышленности; создание гироскопических приборов – на Министерство судостроительной промышленности; разработка комплекса наземного пускового, заправочного и подъемно-транспортного оборудования – на Министерство машиностроения; проведение пусков – на Министерство обороны.

К июлю 1956 г. эскизный проект спутника был готов и определился состав научных задач, решаемых спутником. С помощью объекта «Д» предусматривалось проведение научных исследований, включая измерение плотности, ионного состава атмосферы, корпускулярного излучения Солнца, магнитных полей, изучение космических лучей и т. д. Наряду с этими задачами планировалось получение данных, относящихся к созданию более совершенных ориентированных ИСЗ, в частности по тепловому режиму спутника, торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения на орбите, особенностям движения относительно центра масс, точности определения координат и параметров орбиты, вопросам энергопитания бортового оборудования с использованием солнечных батарей.

Поставленные задачи определили конструкцию космического объекта «Д». Сбрасываемый защитный кожух состоял из трех отдельных частей – переднего малого конуса и двух полуоболочек, которые в момент отделения конуса разбрасывались в разные стороны пружинными механизмами и освобождали антенны, устанавливавшиеся в рабочее положение с помощью своих механизмов. На поверхности спутника располагались жалюзи системы терморегулирования, состоящие из 16 отдельных секций, открывающих и закрывающих змеевики-радиаторы с помощью четырех электроприводов, управляемых системой электроавтоматики. Кроме того, на поверхности спутника были установлены солнечные батареи (четыре секции на боковой поверхности, четыре на верхнем днище и одна – на нижнем днище).

На спутнике впервые была применена система управления бортовым комплексом в релейно-проводном исполнении с автоматическим электронным программно-временным устройством (АПВУ) и радиорелейным обменом данными о состоянии систем спутника по замкнутому контуру «космический аппарат – Земля».

На Земле создавался комплекс средств, обеспечивающих получение информации, передаваемой со спутника, наблюдения за его орбитой, а также передачу необходимых команд на борт спутника.

К концу 1956 г. выяснилось, что есть реальная угроза срыва намеченных планов по запуску ИСЗ типа «Д» из-за трудностей создания научной аппаратуры и более низкого по сравнению с расчетным удельного импульса тяги двигателей ракеты Р-7. Правительством был установлен новый срок запуска – апрель 1958 г.

Чтобы не упустить время, ОКБ-1 внесло предложение о запуске простейшего спутника массой порядка 100 кг в апреле – мае 1957 г. – до начала Международного геофизического года (июль 1957 г.). В связи с новым предложением ОКБ-1 15 февраля 1957 г. было принято постановление, предусматривающее выведение простейшего неориентированного спутника Земли (объект «ПС») на орбиту, проверка возможности наблюдения за «ПС» на орбите и прием сигналов, передаваемых с объекта. Разрешалось выведение двух спутников с использованием двух ракет Р-7 (8К71) с минимальными доработками. Запуск спутников разрешался только после одного-двух пусков ракеты Р-7 с положительными результатами.

Простейший спутник ПС-1 представлял собой герметичный контейнер сферической формы диаметром 580 мм. Его корпус состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединенных между собой 36 болтами. Блок электропитания, состоящий из трех батарей серебряно-цинковых элементов, был создан в Институте источников тока под руководством Н.С. Лидоренко. В состав аппаратуры ПС-1 входили также дистанционный переключатель, вентилятор системы терморегулирования, сдвоенное термореле и контрольные термо– и барореле.

Радиопередатчик мощностью 1 Вт периодически излучал сигналы длительностью 0,4 с попеременно на волнах длиной 7 и 15 м. Источники энергопитания были рассчитаны на беспрерывную работу в течение двух недель. Общая масса ПС-1 составила 83,6 кг. Изготовление первого ИСЗ было настолько срочным, что работа производственников и конструкторов происходила одновременно.

Экспериментальная отработка спутника подтвердила высокую надежность его конструкции и аппаратуры, что позволило принять решение о его запуске.

Запуск ракет с первым искусственным спутником Земли осуществлялся в соответствии с «Программой проведения пробных запусков простейших неориентированных ИСЗ (объект «ПС») с помощью изделия 8К71ПС», утвержденной Д.Ф. Устиновым, В.Д. Калмыковым, А.Н. Несмеяновым, В.М. Рябиковым, М.И. Неделиным.