к оглавлению
назад < ^ > впередШТУРМ КОСМОСА РАКЕТНЫМИ СИСТЕМАМИ
Планомерное исследование космического пространства осуществляется в СССР при помощи геофизических ракет, вертикальных космических зондов, автоматических спутников небесных тел, пилотируемых кораблей-спутников и орбитальных станций, межпланетных аппаратов пролетного, облетного и десантного типа. О размахе этих исследований можно судить хотя бы по тому, что с 1957 до 4 октября 1980 г., т. е. за 23 года космической эры только в Советском Союзе на орбиту спутников Земли выведено 1522 аппарата общей массой 4572 т, или 9051 т с учетом массы конечных ступеней ракет-носителей, вышедших на те же космические орбиты; 52 аппаратам-станциям массой 162 т (238 т с учетом конечных ступеней) сообщена вторая космическая скорость, позволившая им совершать полеты к Луне, Марсу и Венере, произвести на них посадку, выйти на орбиты спутников этих небесных тел и Солнца.
В одном только 1976 г. выведены на орбиту 121 советский искусственный спутник Земли массой 347 т (649 т с конечными ступенями), в том числе четыре космических корабля и одна орбитальная станция; кроме того, грунтозаборная станция слетала на Луну и вернулась обратно, а в 1978 г. выведены 120 советских искусственных спутников Земли массой 343 т (653 т с конечными ступенями), включая десять космических кораблей, и на Венеру произвели посадку две межпланетные станции.
С весны 1949 г. в Советском Союзе проводились регулярные исследования верхних слоев атмосферы и космоса при помощи геофизических ракет, поднимавших полезный груз научной аппаратуры сначала массой в несколько сотен килограммов, а затем до нескольких тонн на высоты 500 км и более.
Практически все разработанные в СССР баллистические ракеты дальнего действия, начиная с первых тактических внутриконтинентальных, призванных защищать нашу Родину, использовались для изучения и освоения космоса. Большую известность приобрели вертикальные подъемы высотных ракет, выполнявших научно-исследовательскую программу Академии наук СССР и потому получивших название академических.
Первая отечественная послевоенная ракета Р-1 послужила началом многих серий академических ракет. Так, 24 мая 1949 г. состоялся первый полет ракеты Р-1 А, на которой устанавливалось по два отделяемых на высоте контейнера массой 80 кг каждый с научно-исследовательской аппаратурой. Контейнеры снабжались парашютом, раскрывавшимся после их снижения до высоты 20 км.
В 1949—1956 гг. были построены и испытаны ракеты серии Р-1 А, Р-1 Б, Р-1В, Р-1Д, Р-1Е. При этом объем и программа исследований, аппаратурное обеспечение были различными в зависимости от поставленных задач. Масса исследовательской аппаратуры на ракетах Р-1Б и Р-1В составляла 1160 кг, на Р-1Д и Р-1Е — от 1516 до 1819 кг. Всего за этот период произведено 18 успешных пусков. До высот 110 км проводились исследования атмосферы, космического излучения, спектрального состава излучения Солнца, жизнедеятельности животных при подъемах в герметичном и негерметичном контейнерах с последующим катапультированием лотков с этими животными на высоте от 100 до 40 км и спасением их на парашютах. При этом разрабатывались и испытывались системы спасения головной части, корпуса ракеты и приборных контейнеров. Прототип ракет этой серии летал с 18 октября 1947 г. На базе следующей разработанной ракеты Р-2, летавшей с 25 сентября 1949 г., была создана академическая ракета Р-2А (В2А), запускавшаяся в 1957—1960 гг. (11 успешных пусков). Ракеты этого класса служили для исследования верхних слоев атмосферы, фотографирования спектра Солнца, проведения медико-биологических исследований и отработки системы спуска (приземления) аппаратуры и животных, головного приборного отсека массой 1340 кг и геофизических контейнеров массой 860 кг. Общая масса полезной нагрузки составляла 2200 кг при высоте подъема 212 км.
Ракета Р-5 послужила основой для создания серии геофизических ракет Р-5А, Р-5Б, Р-5В (В5В), использовавшихся с 1958 г. для астрофизических, геофизических, биологических и ионосферных исследований. Масса полезной нагрузки— 1300 кг, наибольшая высота подъема — 512 км. Эти ракеты стабилизировались на пассивном участке полета по всем трем осям с помощью газоструйных сопел. Головная часть после отделения на нисходящем участке траектории отводилась в сторону от ракеты, а на высоте 4—5 км срабатывала система спасения и головная часть приземлялась с парашютом. В 1958— 1977 гг. были успешно запущены 20 ракет этой серии, в том числе их модификации «Вертикаль». На академических ракетах была проведена широкая программа медико-биологических исследований, в основном на собаках. Спасение осуществлялось как плавным спуском герметизированных кабин, так и катапультированием с различных высот при снижении ракет и спуском с парашютом собак, помещенных в герметизированные скафандры.
Первый полет ракеты с собаками был выполнен в СССР на высоту 110 км 15 августа 1951 г. В том же году была проведена первая серия этих полетов на высоту свыше 100 км, а в 1954—1956 гг. вторая серия таких же полетов. Третья серия полетов собак на ракете была выполнена на высоту свыше 200 км в мае 1957 г. 16 мая 1957 г. две собаки взлетели на ракете на высоту 215 км. Эксперименты с подопытными собаками были продолжены в феврале—октябре 1958 г. на исследовательских ракетах Р-5А, поднимавшихся на высоту до 473 км. При всех этих испытаниях на борту каждой ракеты обычно помещались по две собаки. В 1958—1961 гг. для исследования состава атмосферы и солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучения использовалась также малая геофизическая ракета Р-11А, выводившая полезный груз массой 400 кг на высоту около 100 км (17 успешных пусков). В период Международного геофизического года мир явился свидетелем небывалого торжества советской науки и техники. 4 октября 1957 г. человечество праздновало свою первую победу над панцирем земного тяготения, когда советская ракета достигла первой космической скорости и вывела на орбиту вокруг Земли первый в мире искусственный спутник. Так было положено начало космической эры в истории человечества.
Спутник массой 83,6 кг имел шарообразный корпус из алюминиевого сплава диаметром 580 мм с четырьмя штыревыми антеннами длиной от 2,4 до 2,9 м. В герметичном корпусе размещались аппаратура и источники электропитания. Сигналы радиопередатчиков спутника на двух частотах, имевшие вид телеграфных посылок средней длительностью 0,3 секунды, оповестили всему миру с высоты, достигавшей в апогее 947 км, о первом прорыве в космос. Спутник просуществовал как космическое тело 92 суток, совершив 1400 оборотов вокруг пославшей его в космос Земли, пройдя при этом путь около 60 млн. км по орбите, наклоненной к плоскости экватора на 65,1°. Впервые были определены плотность верхней атмосферы по изменению орбиты спутника, получены данные по распространению радиосигналов в ионосфере, проверены расчеты и основные технические решения, связанные с созданием искусственного спутника, выведением его на орбиту и обеспечением его функционирования в космосе. Этот спутник официально именовался ПС-1, т. е. «простейший спутник-один».
Через месяц, 3 ноября 1957 г., в СССР был запущен второй, более тяжелый и совершенный, лучше оснащенный научной аппаратурой, первый в мире биологический искусственный спутник Земли. Он представлял собой последнюю ступень ракеты-носителя, на которой в нескольких контейнерах размещалась научная измерительная аппаратура; в отдельной герметичной кабине находилось подопытное животное — собака Лайка. Общая масса аппаратуры, животного и источников электропитания составляла 508,3 кг. На спутнике имелись два радиопередатчика, телеметрическая система, программное устройство, приборы для исследования излучения Солнца и космических лучей. Системы регенерации и терморегулирования поддерживали в кабине условия, необходимые для существования животного. Спутник вышел на орбиту с высотой апогея 1670 км при наклонении 65°. Второй спутник просуществовал на орбите около 160 суток, совершил 2370 оборотов вокруг Земли, пройдя путь свыше 100 млн. км.
Третий советский спутник массой 1327 кг, богато оснащенный научной аппаратурой, выведенный на орбиту 15 мая 1958 г., являлся настоящей лабораторией в космосе. На нем были установлены 12 различных научных приборов, многоканальная телеметрическая система с запоминающим устройством, радиоаппаратура для точных измерений орбиты, радиопередатчик «Маяк», система терморегулирования, программно-временное устройство и другое бортовое оборудование. Длина спутника 3,57 м. Масса научной и измерительной аппаратуры с источником питания 968 кг. Высота апогея достигала 1881 км, наклонение плоскости орбиты 65°. Спутник просуществовал на орбите 691 сутки, пролетев за это время около 450 млн. км и совершив 10037 оборотов вокруг планеты.
С его помощью была проведена широкая программа исследований околоземного космического пространства (измерение давления и состава верхней атмосферы, концентрации заряженных частиц, космических лучей, магнитного и электростатического поля, метеорных частиц и др.). Проведенные измерения позволили установить наличие внешней зоны радиационного пояса Земли.
2 января 1959 г. человечество праздновало вторую и окончательную свою победу над панцирем земного тяготения, когда советская научная космическая станция «Луна-1» достигла и превзошла вторую космическую скорость. Ракета массой полторы тонны навсегда покинула Землю. Пролетев в непосредственной близости от Луны, на расстоянии 5—6 тыс. км от ее поверхности, космическая станция заняла свое место в хороводе планет и планетоидов, обращающихся вокруг Солнца. Так был создан первый в мире искусственный спутник Солнца.
Известная в мировой печати под названием «Мечта» эта искусственная планета движется по орбите с перигелием 146,4 млн. км и афелием 197,2 млн. км. На станции «Луна-1» были размещены радиоаппаратура, телеметрическая система, пять различных научных приборов для исследования межпланетного пространства и другое оборудование. На последней ступени ракеты была установлена также аппаратура для образования искусственной кометы.
Триумфом советской науки и техники явилось также достижение поверхности Луны автоматической станцией «Луна-2» 14 сентября 1959 г. Впервые творение человеческих рук пересекло бездну космоса и достигло ближайшего к нам небесного тела. Настанет время, и смелые космонавты найдут в районе кратера Архимеда в заливе Лунника шаровые и ленточные вымпелы Страны Советов, доставленные станцией «Луна-2».
Через 20 дней после достижения ракетой поверхности Луны 4 октября 1959 года был дан старт автоматической станции «Луна-3» массой 278,5 кг, впервые совершившей облет Луны, фотографирование ее обратной, невидимой с Земли, стороны и передачу полученных изображений наземным радиостанциям. Так упал еще один покров с тайн мироздания.
«Луна-3» прошла на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. Полет был первым опытом изучения другого небесного тела с борта космического аппарата. В этом полете впервые применен гравитационный маневр для изменения траектории станции у Луны.
В итоге многомесячных трудоемких работ по расшифровке и изучению записей телевизионных изображений были выявлены и описаны 498 образований на лунной поверхности, в том числе 400 невидимых с Земли, установлены их селенографические координаты, составлены карта и Атлас обратной стороны Луны (изданы Академией наук СССР в 1960 г.). Некоторым открытым лунным образованиям Комиссия Академии наук СССР присвоила наименования. Так появились Море Москвы с заливом Астронавтов, Море Мечты, горный Хребет Советский, кратеры Циолковский, Ломоносов, Лобачевский, Жюль Верн, Джордано Бруно, Максвелл, Попов, Эдисон, Пастер, Герц, Жолио-Кюри, Менделеев, Курчатов и другие.
Исследования ближнего космоса и окололунного пространства, проведенные тремя автоматическими станциями «Луна-1», «Луна-2», «Луна-3», дали ценнейший научный материал, в частности, позволили установить отсутствие у Луны значительного магнитного поля и радиационного пояса.
В дальнейшем проводилась отработка комплекса задач, связанных с обеспечением мягкой посадки автоматической станции на поверхность Луны. Для этого была создана новая, более мощная четырехступенчатая ракета-носитель.
Полеты станций «Луна-1», «Луна-2», «Луна-3» осуществлялись с Земли непрерывным набором необходимой скорости с помощью трехступенчатой ракеты-носителя с последующим полетом к цели по инерции (прямой полет). Маршруты последующих станций выполнялись по более сложной схеме: вывод станции тремя ступенями ракеты-носителя на орбиту спутника Земли, старт с этой орбиты в заданный момент времени с помощью четвертой ступени и набор скорости, близкой ко второй космической, коррекция траектории на подлете к Луне, гашение скорости тормозной двигательной установкой и обеспечение мягкого прилунения. Сложность задачи потребовала длительной отработки. В 1963—1965 гг. для дальнейшего исследования Луны и решения проблемы мягкой посадки контейнера с научной аппаратурой на лунную поверхность были запущены станции «Луна-4»— «Луна-8». «Луна-5» достигла поверхности Луны 12 мая 1965 г., при этом были получены первые опытные данные о работе систем мягкой посадки; «Луна-6» прошла вблизи Луны 11 июня 1965 г.; «Луна-7» достигла поверхности Луны 8 октября 1965 г., а «Луна-8» — 7 декабря 1965 г.
Стартовавшая 31 января 1966 г. автоматическая станция «Луна-9» 3 февраля впервые осуществила мягкую посадку на поверхность Луны в Заливе Прилунения Океана Бурь. Мягко прилунившаяся станция массой 100 кг передала на Землю фототелевизионные изображения лунной поверхности и различную телеметрическую информацию. Так впервые были получены круговые панорамные снимки лунного ландшафта, позволявшие различать предметы размером 1—2 мм в непосредственной близости от станции. На борту этой станции на Луну вновь доставлены вымпел с изображением Государственного герба СССР и надписью «Союз Советских Социалистических республик. Январь 1966 г.».
В итоге этого беспрецедентного космического эксперимента гипотеза о существовании более или менее мощного пылевого покрова на поверхности Луны была опровергнута. Поверхность Луны оказалась достаточно твердой, бугристой, покрытой разбросанными камнями и кратерами различных размеров — от крохотных лунок до больших образований. Изучена также радиационная обстановка.
Очередным триумфом Советского Союза явился вывод 3 апреля 1966 г. автоматической станции «Луна-10» на орбиту первого в мире искусственного спутника Луны. На этой станции массой 245 кг (не считая массы системы выведения на селеноцентрическую орбиту) была установлена научная аппаратура для определения радиационной и метеорной обстановки, инфракрасного и гамма-излучения лунной поверхности, состава лунных пород, магнитного поля Луны, солнечной плазмы в окололунном пространстве и гравитационного поля Луны. Радиостанции земного шара принимали мелодию партийного гимна коммунистов «Интернационал», передававшуюся с борта станции «Луна-10», кружившей вокруг Луны на расстоянии от 350 км (в периселении) до 1017 км (в апоселении) при наклонении орбиты 71°54'.
Всего со станцией «Луна-10» успешно проведено 219 сеансов радиосвязи. 30 мая 1966 г. связь прекратилась в связи с израсходованием запаса бортовой электроэнергии. За время активного существования станция совершила 460 оборотов вокруг Луны, пролетев более семи миллионов километров. На селеноцентрической орбите станция пробыла несколько лет. В 1966 г. на орбиты искусственных спутников Луны были выведены еще две станции — «Луна-И» и «Луна-12», оснащенные различной научной аппаратурой. В течение нескольких месяцев станции провели ряд ценных научных исследований, а «Луна-12», на борту которой находилась фототелевизионная система с высоким разрешением (1100 строк), передала на Землю серию фотографий лунной поверхности, снятых с высот от 100 до 340 км.
24 декабря 1966 г. мягкую посадку на Луну совершила другая советская автоматическая станция — «Луна-13». Проведенные станцией исследования в Океане Бурь обогатили науку новыми данными о свойствах лунного грунта. Плотность грунта оказалась не более 1 г/см3. Вновь были получены телевизионные изображения панорамы лунной поверхности при различной освещенности Солнцем.
Четвертый советский искусственный спутник Луны — «Луна-14» запущен 7 апреля 1968 г. Высота его периселения 160 км, апоселения — 870 км, наклонение — 42°, период обращения — 2 ч 40 мин. С помощью «Луны-14» предусматривались уточнение соотношения масс Земли и Луны, гравитационного поля Луны, условий прохождения и стабильности радиосигналов, передаваемых на борт спутника при различных положениях его относительно Луны, измерения космических лучей и потоков заряженных частиц, идущих от Солнца, и получение дополнительной информации для построения точной теории движения Луны.
13 июля 1969 г. был запущен пятый советский спутник Луны — «Луна-15». После выхода на селеноцентрическую орбиту проведено две коррекции орбиты, в результате спутник опускался до высоты 16 км над поверхностью Луны. С помощью «Луны-15» проведены научные исследования в окололунном пространстве и получены данные о работе новых систем станции, для посадки в различных районах лунной поверхности. По завершении 52 оборотов вокруг Луны была включена тормозная двигательная установка, «Луна-15» сошла с орбиты и упала на лунную поверхность в заданном районе.
Блестящим примером возможностей станций-роботов в изучении других небесных тел явилась «Луна-16», впервые в мире автоматически доставившая лунный грунт на Землю. Станция стартовала с Земли 12 сентября 1970 г., а 20 сентября совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Изобилия. Район посадки «Луна-16» представляет собой вулканогенную лавовую равнину, осложненную протяженными грядами высотой до 100 м. Поверхностный рыхлый слой (реголит) вблизи места посадки имеет мощность несколько метров. По радиокомандам с Земли грунтозаборное устройство пробурило колонку грунта глубиной 35 см, обеспечило взятие грунта и загрузку его в контейнер возвращаемого аппарата. Пробыв на Луне 26,5 часов, космическая ракета «Луна—Земля» 21 сентября стартовала с посадочной ступени к Земле. 24 сентября 1970 г. при подлете к Земле возвращаемый аппарат был отделен от ракеты и с помощью парашютной системы совершил посадку в 80 километрах от г. Джезказгана. Свыше 100 г лунной породы прошли всестороннее изучение в лабораториях и экспонируются на выставках.
Развивая плодотворный экономичный метод исследования космоса и небесных тел автоматами, Советский Союз с помощью станции «Луна-17» впервые доставил на поверхность Луны автоматический самоходный аппарат «Луноход-1», управляемый операторами по радиолинии с Земли с помощью телевидения. Станция стартовала 10 ноября 1970 г., вышла, как и предыдущие две станции, сначала на геоцентрическую, затем на селеноцентрическую орбиту, а 17 ноября совершила мягкую посадку на поверхность Луны в Море Дождей. В тот же день «Луноход-1» массой 756 кг сошел по трапам с посадочной ступени станции и начал научно-технические исследования на различных удалениях от места посадки. «Луноход-1» передвигался на восьмиколесном шасси с индивидуальным электродвигателем на каждом колесе, электроэнергию получал от солнечных батарей. Он показал хорошую маневренность, преодолевая или обходя препятствия.
Снабженный изотопным источником тепла «Луноход-1» функционировал в течение 322 дней (17 ноября 1970—4 октября 1971 гг.), пройдя по поверхности Луны по заданному маршруту 10540 метров и проведя детальное топографическое обследование 80 000 м2 лунной поверхности. За это время был проведен 171 сеанс связи, на борт по радиоканалам передано 24829 команд. С помощью радиотелевизионных Систем «Лунохода-1» на Землю передано 206 панорам и свыше 20 тысяч снимков лунной поверхности. Более чем в 500 точках изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 местах проведен химический анализ. Получены результаты экспериментов с установленным на «Луноходе-1» рентгеновским телескопом, радиометрической аппаратурой и французским уголковым лазерным отражателем.
Этот эксперимент был продолжен с помощью станции «Луна-21», доставившей 16 января 1973 г. на восточную окраину Моря Ясности «Луноход-2» массой 840 кг, отличающийся от «Лунохода-1» дополнительным оборудованием и улучшенными ходовыми качествами. За пять лунных дней «Луноход-2» преодолел 37 км в условиях сложного рельефа. На Землю были переданы 86 панорам и свыше 80 тысяч изображений лунной поверхности.
В ходе съемки получены стереоскопические изображения. Регулярно измерялись физико-механические свойства лунного грунта, проводился химический анализ состава лунных пород, определялись вариации магнитного поля и светимость лунного неба; проводились эксперименты по лазерной локации лунохода.
«Луна-18», стартовавшая 2 сентября 1971 г., вышла на орбиту спутника Луны, выполнила 54 оборота, но попытка совершить посадку в районе материка, окружающего Море Изобилия, оказалась неудачной. 28 сентября этого же года стартовала «Луна-19» и провела многомесячные обширные научные исследования с орбиты искусственного спутника Луны. Стартовав с Земли 14 февраля 1972 г., «Луна-20» выполнила мягкую посадку на Луну в 120 км к северу от места посадки «Луны-16» в гористой материковой области, примыкающей к Морю Изобилия, произвела бурение грунта, забор образцов лунной породы и доставила их на Землю. Часть образцов лунного грунта, доставленного на Землю автоматическими станциями «Луна-16» и «Луна-20», передана для анализа ученым Франции, Англии, ГДР, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Индии, Ирака, Румынии и Австрии. СССР и США обменялись образцами лунных пород.
«Луна-22» стартовала 29 мая 1974 г. и была выведена на селеноцентрическую орбиту для изучения поверхности Луны и окружающего ее космического пространства. За три месяца работы станция переводилась на различные орбиты высотой от 25 до 1437 км. Полученные телевизионные панорамы отличаются высоким разрешением. С помощью высотомера определялся рельеф исследуемых участков, а по их гамма-излучению — химический состав лунных пород.
Станция «Луна-23», стартовавшая 28 октября 1974 г., была выведена на селеноцентрическую орбиту и совершила посадку в южной части Моря Кризисов на участке с неблагоприятным рельефом, вследствие чего было повреждено грунтозаборное устройство. Поэтому вместо запланированного забора грунта работа со станцией проводилась по сокращенной программе и 9 ноября была прекращена.
В соответствии с программой изучения Луны и окололунного пространства 9 августа 1976 г. был осуществлен запуск автоматической станции «Луна-24». После коррекции траектории 11 августа при подлете к Луне 14 августа в результате маневра торможения станция перешла на круговую селеноцентрическую орбиту. Последующие включения двигательной установки 16 и 17 августа вывели станцию на эллиптическую орбиту с максимальной высотой 120 км и минимальной высотой 12 км, а 18 августа станция совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов. Усовершенствованное грунтозаборное устройство по команде с Земли произвело бурение лунного грунта на глубину около 2 метров. Взятые образцы лунной породы были помещены в контейнер возвращаемого аппарата космической ракеты и загерметизированы. Как и в предшествующих аналогичных полетах, 19 августа космическая ракета с образцами лунного грунта стартовала к Земле с оставшейся на поверхности Луны посадочной ступени станции, а через трое суток приблизилась к Земле. После отделения возвращаемого аппарата, в конце участка его аэродинамического торможения на высоте 15 км была введена в действие парашютная система. Так, в распоряжении ученых оказалось 170 граммов лунного грунта из Моря Кризисов. В итоге полетов станций «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» были получены образцы пород из большого лунного региона, образованного Морем Изобилия, Морем Кризисов и разделяющим их материковым перешейком.
Капсулы с частью лунного грунта, доставленного станцией «Луна-24», переданы для изучения в ряд стран (США, Францию, Индию, Чехословакию, Англию).
Выдающимся достижением явилось высококачественное фотографирование обратной стороны Луны, выполненное 20 июля 1965 г. советской автоматической станцией «Зонд-3» с расстояния около 10 тыс. км. Было сфотографировано 2/3 поверхности Луны, невидимой с Земли, преимущественно области, не заснятые станцией «Луна-3» в 1959 г. В итоге незаснятым осталось лишь 5% лунной поверхности. В результате исследований фотографий обратной стороны Луны, снятых станциями «Луна-3» (1959) и «Зонд-3» (1965), Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга (ГАИШ) совместно с рядом других организаций под научным руководством д-ра физ.-мат. наук Ю. Н. Липского (1909—1978) выпущен «Атлас обратной стороны Луны» (I часть — 1960 г., II часть—1967 г.) с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований. Комиссия АН СССР по наименованию образований на обратной стороне Луны на правах первооткрывателей присвоила (в 1960, 1966, 1967, 1968 гг. и позднее) небольшой части выявленных образований имена советских и зарубежных ученых, включая имена людей, связанных с космонавтикой и ракетостроением. В дополнение к наименованиям кратеров, присвоенным в 1960 г., появились: Засядко, Константинов, Кибальчич, Гансвинд, Мещерский, Федоров (А. П.), Тихомиров, Поморцев, Артемьев, Перельман, Кондратюк, Цандер, Ветчинкин, Граве (Д. А. и И. П.), Рынин, Петропавловский, Лангемак, Королев, Разумов, Ильин, Клейменов, Бахчиванджи, Васильченко, Расторгуев, Коноплев, Воскресенский, Гагарин, Комаров, Исаев, Косберг, Бабакин, Янгель и др. Нескольким лунным кратерам даны имена сотрудников ГДЛ-ОКБ: Малый, Петров, Чернышев, Жирицкий, Артамонов, Гаврилов, Фирсов, Алехин, Грачев, Мезенцев, появилась кратерная цепочка Артамонова.
Лунным кратерам присвоены также легендарные имена Икара и Дедала, Ван Гу, писателей Сирано де Бержерака, Эро и Уэллса. Учитывая основополагающий вклад ГДЛ, ГИРД и РНИИ в развитие отечественного ракетостроения, вновь открытым коллективным образованиям на обратной стороне Луны — кратерным цепочкам присвоены наименования этих организаций. Так, кратерной цепочке длиной 1100 км присвоено наименование ГДЛ, двум другим кратерным цепочкам длиной 520 и 540 км — ГИРД и РНИИ соответственно. Комиссия дала наименование Залива Лунника району первой жесткой посадки («Луна-2») и Залива Прилунения району первой мягкой посадки на лунную поверхность («Луна-9»).
Международный астрономический союз в 1970 г. и позже утвердил почти все эти наименования. В 1966—1967 гг. по материалам «Атласа обратной стороны Луны» и известным снимкам видимой с Земли поверхности Луны ГАИШ и Топогеодезической службой СССР под научным руководством Ю. Н. Липского были составлены и опубликованы первые в мире полная карта Луны (1:5 000 000) и полный глобус Луны (1:10 000 000), а в 1968 г. выпущен атлас из 7 карт экваториальной зоны видимого полушария Луны (1:1 000 000). Позже в СССР и США были опубликованы полные карты Луны и глобусы, составленные с использованием фотоснимков «Зонд-3» и «Лунар Орбитер». В 1975 г. была издана III часть «Атласа обратной стороны Луны», содержащая результаты изучения фотоматериалов, доставленных на Землю автоматическими станциями «Зонд-6, -7, -8», облетавшими Луну. Высококачественные цветные и черно-белые снимки поверхности Луны делались с высоты 1200— 9600 км.
В 1979 г. в СССР вышло третье издание полной карты Луны (1:5 000 000), составленной ГАИШ и Топогеодезической службой СССР под научным руководством Ю. Н. Липского по фотографиям, полученным станциями «Луна-3», «Зонд-3, -6, -7, -8», «Лунар Орбитер» и наземными обсерваториями. На этой карте более точно и подробно изображены лунные образования: моря, талассоиды, кратеры, горные хребты, пики, центральные горки, валы в морях, холмы, купола, сбросы, долины, борозды, трещины, цепочки кратеров, светлые лучевые системы и ореолы.
Исследование Луны и окололунного пространства проводилось также с помощью серии советских автоматических межпланетных станций «Зонд», запускавшихся в 1964 — 1970 гг. Они предназначались для изучения космического пространства и отработки техники дальних космических полетов. «Зонд-1»-«Зонд-3» имели массу около 950 кг, были снабжены системой астроориентации (по Солнцу, Земле и звезде Канопус) и корректирующей двигательной установкой. Энергопитание бортовой аппаратуры производилось от солнечных батарей. Система терморегулирования станции была рассчитана на работу при различных удалениях от Солнца. Старт последней ступени ракеты-носителя со станцией осуществлялся с промежуточной геоцентрической орбиты.
Запущенный 2 апреля 1964 г., «Зонд-1» вышел на гелиоцентрическую орбиту. «Зонд-2», запущенный 30 ноября 1964 г. в направлении планеты Марс, впервые имел на борту 6 электрореактивных плазменных двигателей, служивших в качестве исполнительных органов системы ориентации.
«Зонд-3» запущен 18 июля 1965 года в сторону Луны. На борту, помимо научной аппаратуры, имелась фототелевизионная система с автоматической обработкой пленки на борту, обладающая высокой разрешающей способностью (число строк при телевизионной передаче 1100, возможная дальность передачи изображений — до сотен млн. км). Во время пролета станции мимо Луны получено 25 снимков обратной стороны Луны с расстояния 11570—9960 км, охватывающих 19 млн. км2 лунной поверхности, в том числе свыше 10 млн. км2, оставшихся неохваченными при съемке обратной стороны Луны станцией «Луна-3».
Передача изображений на Землю проведена с расстояния 2,2 млн. км, а повторные передачи — с расстояния до 31,5 млн. км. После пролета вблизи Луны «Зонд-3» продолжал исследование космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической орбите.
Последующие станции «Зонд-4»— «Зонд-8» выводились на орбиты более мощной ракетой-носителем «Протон» и имели целью проведение летно-конструкторской отработки в автоматическом варианте корабля для облета Луны, проведения научных исследований и возвращения на Землю со 2-й космической скоростью. Последняя ступень ракеты-носителя со станцией стартовала с промежуточной геоцентрической орбиты.
Корабль-станция имеет спускаемый аппарат с теплозащитным покрытием, приборный отсек с основными бортовыми системами (радиосвязи, телеметрии, ориентации и стабилизации, энергопитания, терморегулирования) и корректирующую двигательную установку. Система ориентации — активная, с оптическими датчиками (солнечные и земные) и системой управляющих двигателей малой тяги. Энергопитание бортовой аппаратуры осуществлялось от солнечных батарей, раскрывавшихся в полете. В спускаемом аппарате размещена научная аппаратура, фотоаппарат, радио- и телеметрическая аппаратура, система управления спуском и парашютная система.
Стартовавший 2 марта 1968 г. «Зонд-4» вышел на гелиоцентрическую орбиту. 18 сентября 1968 г. «Зонд-5» осуществил облет Луны при минимальном расстоянии от ее поверхности 1950 км и провел фотографирование Земли с расстояния 90 тыс. км. При подлете к Земле проведена коррекция траектории, обеспечившая попадание станции в коридор входа. 21 сентября спускаемый аппарат вошел в атмосферу Земли и совершил спуск по баллистической траектории, приводнившись в Индийском океане.
В этом полете впервые в мире космический летательный аппарат после облета Луны был возвращен на Землю со второй космической скоростью. На «Зонде-5» облет Луны с возвращением на Землю впервые совершили земные живые существа — черепахи.
«Зонд-6» был запущен 10 ноября 1968 г. Программа полета предусматривала облет Луны, научные исследования и возвращение на Землю с осуществлением управляемого спуска. 14 ноября «Зонд-6» облетел Луну при минимальном расстоянии от ее поверхности 2420 км, провел в районе Луны комплексные научные исследования, включая ее фотографирование с расстояния около 11 тыс. км и 3,3 тыс. км. При полете к Земле проведены коррекции траектории, обеспечившие точное попадание в коридор входа. Траектория спуска имела длину около 9 тыс. км и состояла из участка первого погружения, на котором скорость снижалась до 7,6 км/с, участка внеатмосферного полета по баллистической траектории и участка второго погружения, на котором происходит основное торможение аппарата до скорости около 200 м/с. Управление движением на траектории спуска достигалось регулированием величины подъемной силы за счет поворота спускаемого аппарата по крену. 17 ноября спускаемый аппарат приземлился в заданном районе Советского Союза.
Схема и программа полета «Зонда-7», запущенного 8 августа 1969 г., были теми же, что у «Зонда-6». 11 августа «Зонд-7» облетел Луну и 14 августа приземлился южнее г. Кустаная, выполнив программу и доставив на Землю цветные фотографии Луны и Земли с различных расстояний. На «Зонде-5, -6, -7» были проведены широкие биологические эксперименты. Пассажирами этих станций были черепахи.
«Зонд-8» облетел Луну 24 октября 1970 г. на расстоянии 1120 км от ее поверхности. На высокогорной обсерватории Государственного астрономического института им. Штернберга в горах Заилийского Алатау с помощью оптикофототелевизионной аппаратуры получен снимок «Зонда-8» с расстояния 348 тыс. км. Приводнился спускаемый аппарат 27 октября в Индийском океане в 730 км юго-восточнее архипелага Чагос. В этом полете отрабатывался вариант возвращения на Землю со стороны северного полушария. Луна — ближайшее к нам небесное тело — исследуется для использования в различных целях. Непосредственное изучение Луны важно для понимания происхождения и строения Земли, поиска на нашей планете полезных ископаемых. Лунная станция как база удобна для ведения непрерывного глобального контроля всей поверхности Земли и окружающего ее космического пространства, для проведения уникальных астрофизических исследований.
Небольшая масса Луны (1,23% земной) требует умеренных затрат энергии для ее покидания. Для выхода на селеноцентрическую орбиту объекту достаточно сообщить скорость 1,68 км/с, а для отлета с этой орбиты к Земле еще 0,696 км/с. В сочетании с близким расположением Луны относительно Земли (384 тыс. км) существуют благоприятные условия для вовлечения лунных ресурсов в работу космического производства, которое может быть организовано на геоцентрических и селеноцентрических орбитах. Первичную обработку лунного сырья целесообразно производить на заводах, расположенных на Луне и использующих солнечную энергию. Анализ состава лунных пород, доставленных на Землю, показал, что они богаты кислородом, кремнием, алюминием, железом, титаном и магнием. Так, они содержат 40—61% окиси кремния и 10—35% окиси алюминия. Это соответствует содержанию 21—33% кислорода в породах с окисью кремния и 4,7—16,7% в породах с окисью алюминия. Лунные заводы по получению кислорода из этого сырья могли бы обеспечить окислителем местные нужды и космические транспортные грузовые и пилотируемые корабли местного и дальнего следования, обеспечивая заправку баков как на Луне, так и на селеноцентрической орбите. При использовании в ракетных двигателях в качестве горючего кремния и кислорода как окислителя может быть достигнут удельный импульс до 280 с, а при использовании алюминия с кислородом — 290 с. Однако не исключено наличие на Луне и углеводородного горючего. Луна не является, как ранее полагали, остывшим, мертвым телом, а обладает внутренним теплом, на ней происходят лунотрясения и выделения вулканических газов, обычно совпадающие по времени с действием приливных сил. Остаточная вулканическая деятельность наблюдается в нескольких районах Луны.
Вулканическое газовыделение отмечено, например, в кратере Аристарх и долине Шретера. Истечение углерод содержащих газов в лунных кратерах подтверждается также спектрограммами, впервые полученными советским астрономом Н. А. Козыревым.
Таким образом, одной из основных ближайших задач космонавтики является глобальная разведка Луны и составление карты ее полезных ископаемых.
Роль Луны в развитии космонавтики трудно переоценить. Широкое использование Луны — крупный этап, который нельзя миновать в развитии космонавтики.
Следует отметить, что доставка с территории СССР на лунную поверхность груза с мягкой посадкой требует меньших энергетических затрат, чем доставка этого же груза на геостационарную орбиту. Исследование Луны автоматическими аппаратами является первым этапом ее изучения. Следующим этапом должны стать пилотируемые экспедиции, создающие на Луне сначала временные базы, затем долговременные и, наконец, постоянные. При этом разумно сочетаются исследования Луны автоматами и экспедициями.
Так, будут закладываться основы для широкого изучения, освоения и использования единственного естественного спутника Земли. Одновременно с изучением Луны в СССР проводятся полеты автоматических станций к ближайшим планетам — Венере и Марсу. Полеты автоматических станций с научной аппаратурой к Венере были начаты 12 февраля 1961 г., когда впервые с борта тяжелого (6,5 т) искусственного спутника Земли стартовала станция «Венера-1» массой 643,5 кг. Эта станция 19—20 мая 1961 г. прошла на расстоянии менее 100 тыс. км от Венеры, преодолев путь в 270 млн. км. Так родился второй советский искусственный спутник Солнца. Стартовавшая 12 ноября 1965 г. «Венера-2» массой 963 кг прошла 27 февраля 1966 г. на расстоянии 24 тыс. км от поверхности Венеры, затем вышла на гелиоцентрическую орбиту.
«Венера-3», стартовавшая 16 ноября 1965 г., имела массу 960 кг. Спускаемый на Венеру аппарат шарообразной формы диаметром 900 мм имел теплозащитное покрытие от нагрева при торможении в венерианской атмосфере и посадочный парашют. В полете было проведено 63 сеанса радиосвязи и осуществлена коррекция траектории, обеспечившая попадание станции на планету. После трех с половиной месяцев полета 1 марта 1966 г. станция впервые в мире достигла Венеры и доставила на ее поверхность сферический вымпел с гербом СССР.
При подлете к планете радиосвязь с этими станциями терялась, что не позволило исчерпать программу экспериментов.
12 июня 1967 г. стартовала станция «Венера-4» массой 1106 кг. В полете проведено 114 сеансов радиосвязи с передачей научной информации. На расстоянии 12 млн. км от Земли осуществлена коррекция траектории для попадания на планету. 18 октября 1967 г., пройдя расстояние около 350 млн. км, станция вошла со второй космической скоростью в атмосферу Венеры и от нее отделился спускаемый аппарат с двумя радиопередатчиками дециметрового диапазона, телеметрической системой, научной аппаратурой, радиовысотомером, системой терморегулирования, источниками электропитания. После аэродинамического торможения аппарата скорость снизилась с 10,7 км/с до 300 м/с, затем была введена в действие парашютная система; приборы в течение 90 минут спуска на парашюте на ночной стороне, планеты измеряли давление, плотность, температуру и химический состав атмосферы Венеры. Спускаемый аппарат массой 383 кг доставил на поверхность планеты второй вымпел с изображением герба Советского Союза. Запущенная с Земли станция впервые осуществила плавный спуск в атмосфере другой планеты и передала данные о характеристиках атмосферы Венеры в интервале давлений 0,5—18 кгс/см2.
«Венера-5» была запущена 5 января, а «Венера-6» — 10 января 1969 г. Обе станции массой по 1130 кг снабжены упрочненными спускаемыми аппаратами массой по 405 кг с расширенным составом научной и измерительной аппаратуры для продолжения исследований межпланетной среды и атмосферы Венеры. В спускаемых аппаратах находились вымпелы с изображением герба Советского Союза и барельефом В. И. Ленина. В полете проводились регулярные сеансы радиосвязи и приема научной информации. После выполнения коррекции траекторий на расстоянии 15,5—15,7 млн. км от Земли станции достигли Венеры 16 и 17 мая 1969 г., спускаемые аппараты с научной аппаратурой автоматически отделились от станций, и в результате аэродинамического торможения в атмосфере планеты их скорость снизилась с 11,17 км/с до 210 м/с. Затем были приведены в действие парашютные системы и спускаемые аппараты совершили плавный спуск в атмосфере в течение 51—53 мин на ночной стороне планеты. Совместный полет станций обеспечил большой объем информации, включая уточненные данные об атмосфере Венеры в интервале давлений 0,5 — 27 кгс/см2, т. е. до более глубоких слоев атмосферы, чем при полете «Венеры-4».
«Венера-7», стартовавшая 17 августа 1970 г., достигла планеты Венера 15 декабря того же года. Во время полета автоматической станции массой 1180 кг с ней было проведено 124 сеанса радиосвязи. После отделения и аэродинамического торможения дополнительно упрочненный спускаемый аппарат начал снижение с парашютом, передавая радиосигналы в течение 35 мин, и впервые осуществил мягкую посадку на Венеру. Ценные научные измерения велись вплоть до посадки аппарата на поверхность планеты, на которой давление атмосферы оказалось равным около 90 кгс/см2, а температура около 470°С.
«Венера-8» после четырехмесячного полета (старт 27 марта 1972 г.), преодолев путь более 300 млн. км, достигла планеты 22 июля 1972 г. Спускаемый аппарат станции впервые совершил плавное снижение в атмосфере на освещенной стороне Венеры и осуществил мягкую посадку на ее поверхность. При спуске аппарата в атмосфере и в течение 50 мин его работы на раскаленной поверхности Венеры на Землю была передана ценная научная информация о свойствах атмосферы на дневной стороне планеты, (освещенность, температура, давление) и характере пород ее поверхностного слоя.
Совершая полет в год 50-летия образования Союза ССР, станция доставила на планету вымпелы с барельефом основателя Советского государства Владимира Ильича Ленина и Государственным гербом СССР.
Выдающийся успех был достигнут с помощью станции «Венера-9» массой 4936 кг, выведенной 8 июня 1975 г. на орбиту спутника Земли более мощной ракетой-носителем «Протон». После 136 суток полета станция была выведена на орбиту вокруг Венеры и стала первым искусственным спутником ближайшей к нам планеты. Отделившийся от станции спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на поверхность Венеры и передал на Землю уникальное изображение поверхности планеты в месте посадки. В ходе полета станции по межпланетной траектории в течение 90 сеансов связи осуществлялось управление ее полетом, контролировалось состояние бортовых систем, измерялись параметры траектории движения и проводились научные исследования физических процессов, протекающих в космическом пространстве. Были проведены две коррекции траектории полета станции.
За двое суток до входа в атмосферу Венеры, 20 октября 1975 г. от автоматической станции отделился спускаемый аппарат. Станция «Венера-9» после отделения спускаемого аппарата 22 октября была переведена на эллиптическую орбиту вокруг Венеры с минимальной высотой над поверхностью планеты около 1500 км и периодом обращения около двух суток.
Установленная на спутнике научная аппаратура была предназначена для исследования химического состава и физических характеристик атмосферы и структуры облаков, магнитного поля Венеры, характеристик плазмы в зоне обтекания планеты солнечным ветром.
Отделившийся от станции аппарат 22 октября вошел в атмосферу Венеры со скоростью 10,7 км/с. В результате аэродинамического торможения аппарата скорость его сократилась до 250 м/с. Введенная после этого в действие парашютная система действовала до высоты 50 км, после чего была сброшена и аппарат продолжал спуск с металлическим аэродинамическим тормозом. Длительность всего спуска составила 68 мин. Во время снижения на парашютах впервые проводился комплекс исследования облачного слоя планеты.
При снижении спускаемого аппарата и в течение 53 мин после посадки с помощью установленной на нем научной аппаратуры проводились исследования атмосферы и поверхности планеты, а также передавалось панорамное изображение места посадки. Сигналы со спускаемого аппарата ретранслировались на Землю через искусственный спутник Венеры.
Неожиданными оказались высокая освещенность на поверхности Венеры (та же, что на Земле в средних широтах в полдень при сплошной облачности) и каменистый ландшафт планеты.
Через три дня этот блестящий эксперимент столь же успешно был повторен станцией «Венера-10» массой 5033 кг, стартовавшей с Земли 14 июня 1975 г. Ее спускаемый аппарат, после снижения в атмосфере в течение 75 мин, совершил 25 октября 1975 г. мягкую посадку на поверхность планеты на расстоянии 2200 км от места посадки спускаемого аппарата «Венера-9». На Землю было передано изображение еще одного участка Венеры, а эта планета обогатилась вторым искусственным спутником.
После посадки спускаемого аппарата «Венера-10» в течение 65 мин проводилась панорамная съемка поверхности планеты, измерение освещенности, исследование физических свойств и характера грунта в месте посадки.
Масса каждого спускаемого аппарата с отделяющимся теплозащитным корпусом (после отделения от станции) — 1560 кг.
Кратковременность работы аппарата на поверхности Венеры объясняется господствующими там условиями. Так, по замерам аппарата «Венера-10» температура на поверхности планеты составляла 460° С, давление 92 кгс/см2, скорость ветра 0,8—1,3 м/с. Плотность породы в месте посадки составила 2,7—2,9 г/см3.
Искусственные спутники Венеры были выведены на орбиту с максимальным удалением от поверхности планеты 112 100 и 113900 км и минимальным — 1542 и 1665 км при наклонении орбит к плоскости венерианского экватора —34°10' и 29°30' и периодах обращения 48 ч 18 мин и 49 ч 23 мин.
Измерения, проведенные с помощью установленных на спутниках оптических приборов, дали новые данные о структуре облачного слоя, окутывающего всю планету. Его верхняя граница расположена на высоте около 65 км. В слое не обнаружено каких-либо разрывов или крупных неоднородностей.
Облака Венеры оказались значительно прозрачнее земных. Частицы облачного слоя практически не поглощают, а только рассеивают солнечное излучение видимой и ближней инфракрасной области спектра. Это свойство сохраняется во всей толще облачного слоя, что было обнаружено в результате измерений освещенности, проведенных спускаемыми аппаратами станций «Венера-8, -9 и -10».
Оптические приборы спутников измеряли также интенсивность теплового излучения облачного слоя. Это излучение регистрировалось не только на дневной, но и на ночной сторонах планеты. Его интенсивность практически одинакова днем и ночью. Собственное магнитное поле Венеры не обнаружено приборами, установленными на спутниках. Однако уверенно регистрировались магнитные поля, связанные с солнечным ветром.
Осуществление качественно нового этапа в исследовании планеты Венера вновь продемонстрировало большие возможности автоматических аппаратов в решении многообразных и сложных задач освоения космического пространства.
Движимые любовью к Родине и гордостью за коммунистическую партию, организующую и вдохновляющую советский народ на героический труд по строительству самого прогрессивного общества, ученые, конструкторы, инженеры, техники и рабочие, принимающие участие в создании космических объектов, а также в запуске и осуществлении программы их полета, посвящают многие крупные достижения историческим датам и событиям, близким сердцу советского человека. Так, новый выдающийся успех советской науки и техники в изучении Венеры был посвящен XXV съезду КПСС.
Исследования Венеры были продолжены автоматическими межпланетными станциями «Венера-11» и «Венера-12», стартовавшими 9 и 14 сентября 1978 г. соответственно. При полете станций по трассе Земля—Венера исследовались характеристики солнечного ветра, космических лучей, ультрафиолетового и рентгеновского излучений в космическом пространстве, а также изучалось гамма-излучение с помощью аппаратуры, созданной советскими и французскими специалистами.
Станция «Венера-12», преодолев за 98 суток полета расстояние свыше 240 млн. км, 21 декабря достигла окрестности планеты, а ее спускаемый аппарат, еще 19 декабря отделившийся от станции, совершил мягкую посадку и в течение 110 минут передавал научную информацию с поверхности планеты. Станция прошла по пролетной траектории на расстоянии 35 тысяч км от планеты Венера и продолжает полет в космическом пространстве.
Спускаемый аппарат вошел в атмосферу Венеры со скоростью 11,2 км/с, а после аэродинамического торможения, при котором достигались 170-кратные перегрузки, и снижения на парашюте до высоты 40 км аппарат продолжал спуск с использованием тормозного устройства.
Около часа длился спуск аппарата в атмосфере. Во время спуска аппарата, с высоты 62 км до посадки, с помощью бортовой научной аппаратуры изучался состав атмосферы и облаков, проводился спектральный анализ рассеянного в атмосфере солнечного излучения, отмечались электрические разряды в атмосфере планеты, а после посадки регистрировались грозовые явления, сопровождавшиеся молнией и громом.
Информация транслировалась со спускаемого аппарата на Землю через межпланетную станцию «Венера-12».
Станция «Венера-11», аналогичная по конструкции станции «Венера-12», выполнила ту же программу. Ее спускаемый аппарат совершил 25 декабря 1978 г. мягкую посадку на поверхность планеты на расстоянии около 800 км от.места посадки спускаемого аппарата станции «Венера-12». Исследования поверхности Венеры в новом месте посадки проводились при температуре окружающей среды 446° С и давлении 88 кгс/см2 в течение 95 минут.
Выполнив свои задачи, межпланетные станции «Венера-11» и «Венера-12» вышли на гелиоцентрические орбиты.
Начало полетам к Марсу было положено советской автоматической научной станцией «Марс-1» массой 893,5 кг, стартовавшей 1 ноября 1962 г. Двухсторонняя радиосвязь со станцией осуществлялась в течение 61 сеанса на расстояниях до 106 млн. км, после чего была потеряна в связи с неисправностью системы ориентации станции, что привело к нарушению направленности антенн на Землю. Передав ценную информацию о состоянии среды на межпланетной трассе, станция облетела Марс 19 июня 1963 г. на расстоянии около 197 тыс. км и вышла на гелиоцентрическую орбиту с перигелием около 148 млн. км и афелием около 250 млн. км.
«Марс-2» массой 4650 кг стартовал 19 мая 1971 г. и за 192 дня совершил путь в 470 млн. км к красной планете. Впервые поверхность Марса была достигнута спускаемым аппаратом этой автоматической станции. Сама станция прошла на расстоянии 1380 км от поверхности планеты и вышла 27 ноября 1971 г. на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения 18 ч. Станция «Марс-3» той же массы и конструкции начала полет 28 мая, а 2 декабря 1971 г. ее спускаемый аппарат вошел в атмосферу планеты, совершил снижение на парашюте и впервые осуществил мягкую посадку на поверхность Марса. После отделения спускаемого аппарата станция прошла на расстоянии 1500 км от поверхности планеты и после торможения двигательной установкой вышла на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения около 11 суток. Посадка осуществлена в южном полушарии Марса между областями Электрис и Фаэтонтис. Сигналы с аппарата, совершившего посадку, были переданы на Землю через спутник «Марс-3», однако вскоре прекратились. Свыше 8 месяцев обе станции выполняли комплексную программу исследования Марса. За это время станция «Марс-2» совершила 362 оборота, а «Марс-3» — 20 оборотов вокруг планеты.
Изучение атмосферы, поверхности Марса и околопланетного пространства с помощью фототелевизионной и научной аппаратуры, установленной на искусственных спутниках «Марс-2» и «Марс-3», обогатило науку.
Станции «Марс-4» и «Марс-5» стартовали соответственно 21 и 25 июля 1973 г. Первая из них приблизилась к Марсу 10 февраля 1974 г., но поскольку нарушилась работа одной из бортовых систем, тормозная двигательная установка не включалась, и станция прошла на расстоянии 2200 км от планеты, передав на Землю фотографии Марса. Станция «Марс-5» вышла 12 февраля 1974 г. на орбиту искусственного спутника Марса с расстоянием от поверхности планеты в апоцентре 32 500 км, перицентре 1760 км, наклонением к плоскости марсианского экватора 35° и периодом обращения — 25 часов. С борта станции «Марс-5» проведены комплексные исследования атмосферы и поверхности планеты, обнаружена водородная корона, простирающаяся до высоты 20 000 км; подтверждено наличие у планеты собственного магнитного поля, в 7—10 раз превышающего межпланетное, что было установлено еще с помощью станций «Марс-2» и «Марс-3». Помимо многих ценных результатов исследований получены цветные снимки Марса.
Через 15 суток после запуска «Марса-4» и «Марса-5», 5 и 9 августа 1973 г. стартовали станции «Марс-6» и «Марс-7». Спускаемый аппарат «Марса-6» совершил 12 марта 1974 г. посадку и впервые провел прямые исследования атмосферы до поверхности планеты, а станция прошла на расстоянии 1600 км от поверхности планеты и продолжала полет по гелиоцентрической орбите. Информация со спускаемого аппарата во время его снижения принималась станцией «Марс-6» и ретранслировалась на Землю. В непосредственной близости от поверхности Марса радиосвязь со спускаемым аппаратом прекратилась. Станция «Марс-7» совершила пролет Марса. Спускаемый аппарат станции «Марс-7» после отделения от станции, из-за нарушения в работе одной из бортовых систем, прошел около планеты на расстоянии 1300 км от ее поверхности. Так были проведены одновременные исследования межпланетного и околопланетного пространства четырьмя станциями.
Некоторым кратерам на Марсе присвоены имена советских и зарубежных ученых. Среди этих названий, утвержденных Международным астрономическим союзом, находим такие имена: Барабашев. Фесенков, Королев, Ломоносов, Перепелкин, Шаронов, Тихов, Виноградов, Гусев, Лузин и др. На утверждении находятся названия кратеров: Бабакин, Орлов и др. Многим малым кратерам Марса даны наименования земных городов, например, Амстердам, Бордо, Бристоль, Охотск, Байконур, Канаверал, Евпатория, Хамагир, Хьюстон, Кагосима, Калининград, Куру, Мадрид, Волгоград и др. Наряду с отработкой и полетами автоматических межпланетных станций в СССР активно велись работы по созданию возвращаемых на Землю тяжелых пилотируемых кораблей-спутников и необходимой для этого мощной ракеты-носителя. Сначала это были автоматически управляемые корабли-спутники, снабженные различной аппаратурой и системами, несущие на борту до двух подопытных животных (собак) и разнообразные многочисленные биологические объекты, а также манекен космонавта. 15 мая, 19 августа и 1 декабря 1960 г., 9 и 25 марта 1961 г. на орбиты вокруг Земли было выведено пять таких кораблей-спутников, каждый массой 4540—4700 кг. При спуске кораблей-спутников с них катапультировались контейнеры с объектами, которые спускались с собаками — Белкой, Стрелкой, Чернушкой, Звездочкой с помощью парашюта в заданном районе на сушу.
В итоге была создана конструкция летательного аппарата для полета человека в космос и отработаны все необходимые многочисленные системы, например, обеспечения жизнедеятельности и безопасности космонавта в кабине, многоканальной радиосвязи, траекторных измерений, телевизионной и телеметрической информации, систем стабилизации и ориентации кабины космонавта, тормозной двигательной установки, мягкого приземления.
Историческим достижением советской космонавтики является первый в мире полет в космос корабля-спутника «Восток» с человеком на борту 12 апреля 1961 г. Пилотом-космонавтом корабля-спутника «Восток» был гражданин Союза Советских Социалистических Республик майор Юрий Алексеевич Гагарин. Старт состоялся с космодрома Байконур в 9 часов 7 минут по московскому времени. На протяжении всего участка выведения Ю. А. Гагарин поддерживал непрерывную радиотелефонную связь с Центром управления полетом (позывной космонавта «Кедр»), сообщал о срабатывании бортовых систем, изменении перегрузки, разделении ступеней, а после сброса головного обтекателя передал первые результаты наблюдения Земли из космоса.
Ю. А. Гагарин полностью выполнил программу полета: наблюдал за приборами и оборудованием корабля, поддерживал непрерывную радиотелефонную, телеграфную связь, наблюдал за Землей, звездами, принимал пищу и воду. В течение всего времени полета космонавт следил за влиянием невесомости на состояние своего организма. После включения автоматической ориентации на Солнце реле времени выдало команду на подготовку к спуску и включение тормозного двигателя. Облетев Землю по эллиптической орбите и полностью выполнив заданную программу, в начале второго витка в 10 часов 55 минут космонавт с кораблем «Восток» благополучно приземлился в заданном районе Советского Союза. В память о выдающемся событии на месте приземления — вблизи села Смеловка Терновского района Саратовской области—установлен обелиск.
В Обращении ЦК КПСС, Президиума Верховного Совета СССР и правительства Советского Союза, прозвучавшем на весь мир 12 апреля 1961 г., говорилось: «Нам, советским людям, строящим коммунизм, выпала честь первыми проникнуть в космос. Победы в освоении космоса мы считаем не только достижением нашего народа, но и всего человечества. Мы с радостью ставим их на службу всем народам, во имя прогресса, счастья и блага всех людей на Земле».
В ознаменование'первого в мире полета советского человека в космос Указом Президиума Верховного Совета СССР установлен празднуемый ежегодно День космонавтики— 12 апреля. С 1968 года по решению Международной авиационной федерации (ФАЙ) 12 апреля ежегодно отмечается как Всемирный день авиации и космонавтики. Началась новая эра в истории человечества, эра непосредственного проникновения человека в космос. Экипажи численностью в один, два и три космонавта на восьми советских космических кораблях систем «Восток» и «Восход» вышли в 1961 —1965 гг. на орбиты искусственных спутников Земли.
Имена пилотировавших эти корабли одиннадцати советских героев летчиков-космонавтов, каждый из которых внес новый вклад в освоение ближнего космоса, останутся в истории навечно.
Ю. А. Гагарин—первый человек, освободившийся от власти земного тяготения и совершивший полный облет планеты по космической орбите на высоте до 327 км.
Г. С. Титов — впервые сутки летавший с космической скоростью вокруг Земли на корабле «Восток-2», стартовавшем 6 августа 1961 г. (позывной космонавта «Орел»).
A. Г. Николаев («Сокол») — раньше всех четверо суток бороздил ближний космос на корабле «Восток-3», выведенном на орбиту 11 августа 1962 г., П. Р. Попович («Беркут») — трое суток летал на корабле «Восток-4» в первом групповом полете с А. Г. Николаевым. В полете поддерживалась радиосвязь между космическими кораблями и Землей. На Землю передавались телевизионные изображения космонавтов, впервые транслировавшиеся по телевизионной сети СССР и «Интервидения». Так было положено начало космовидению.
B. Ф. Быковский («Ястреб») — впервые пять суток (14—19 июня 1963 г.) жил и трудился на корабле «Восток-5» среди звезд, в космической бездне.
В. В. Терешкова («Чайка») — первая женщина-космонавт, летавшая трое суток на корабле «Восток-6» (16—19 июня 1963 г.) в групповом полете с В. Ф. Быковским.
В. М. Комаров, К. П. Феоктистов и Б. Б. Егоров («Рубины») — славный экипаж первого трехместного космического корабля «Восход», состоявший из летчика-космонавта и двух ученых-космонавтов (впервые без скафандров), сутки проводивший ценнейшие эксперименты на высотах до 408 км на орбите спутника Земли (12—13 октября 1964 г.).
П. И. Беляев и А. А. Леонов («Алмазы») — экипаж первого двухместного космического корабля «Восход-2», впервые в мире совершивший в течение орбитального полета высотой до 498 км бесценный эксперимент по выходу человека из корабля в космос (18—19 марта 1965 г.). Выход в космос был осуществлен А. А. Леоновым через шлюз, в скафандре с автономной системой жизнеобеспечения, с удалением от корабля на расстояние до 5 м. Хотя пребывание вне корабля длилось только 20 мин (вне шлюза 12 мин), было доказано, что человек может находиться и работать вне космического корабля, будучи защищенным лишь эластичным скафандром. Процесс выхода и пребывание А. А. Леонова вне корабля были засняты кинокамерами, установленными снаружи корабля и в шлюзовом отсеке. Посадка «Восхода-2» на Землю была произведена с использованием ручной системы управления.
Осваивая космическую целину, каждый из этих одиннадцати советских космонавтов впервые выполнял новые задания, не имея прецедентов, но создавая их для других. Центр подготовки космонавтов в Звездном городке и конструкторское бюро, возглавлявшееся С. П. Королевым, блестяще справились с возложенной на них сложной и ответственной задачей по обучению космонавтов. Созданные для космонавтов корабли-спутники «Восток» массой 4,7 т и «Восход» массой 5,3 т были отлично освоены и послушны опытным рукам их пилотов.
Корабль «Восток» имеет сферический спускаемый аппарат, являющийся одновременно кабиной космонавта, и приборный отсек с бортовой аппаратурой и тормозной двигательной установкой конструкции А. М. Исаева. Масса корабля с последней ступенью ракеты-носителя 6,17 т, длина 7,35 м, масса без последней ступени 4,73 т, масса спускаемого аппарата 2,4 т, а его диаметр 2,3 м. Космонавт в скафандре размещался в катапультируемом кресле; управление кораблем осуществлялось автоматически, а также космонавтом. Система жизнеобеспечения была рассчитана на 10 суток; в полете непрерывно поддерживалась радиосвязь с Землей. Для посадки корабля включалась тормозная двигательная установка, снижавшая его скорость до перехода на траекторию спуска, затем спускаемый аппарат отделялся; после торможения спускаемого аппарата в атмосфере космонавт катапультировался из кабины на высоте 7 км и приземлялся на парашюте. Спускаемый аппарат также спускался на парашюте.
По конструкции и оборудованию многоместный корабль «Восход» отличался от кораблей серии «Восток»; он был снабжен системой мягкой посадки, имел резервную тормозную двигательную установку, новое приборное оборудование (дополнительную систему ориентации с ионными датчиками, усовершенствованную телевизионную и радиотехническую и другую аппаратуру)
Вывод автоматических искусственных спутников, межпланетных аппаратов и пилотируемых кораблей на космические орбиты осуществлялся в СССР мощными, непрерывно совершенствуемыми ракетами-носителями.
В 1957 г. весь мир узнал об успешных полетах в Советском Союзе первой в мире межконтинентальной ракеты. Использование этой ракеты было мирным, направленным на благо человечества. Именно эта двухступенчатая пятидвигательная ракета вывела в 1957—1958 гг. на орбиты поразившие мир первые три искусственных спутника Земли. Более мощные трехступенчатые ракеты-носители высотой 38 м и максимальным диаметром по стабилизаторам 10,3 м выводили в ближний космос славное семейство кораблей-спутников «Восток». Эта ракета на кислородно-керосиновом топливе образована в результате установки третьей ступени на межконтинентальной ракете, имеет продольное деление первой и второй ступеней, и поперечное деление для второй и третьей ступеней. Первая ступень состоит из - четырех боковых блоков длиной 19 м и диаметром до 3 м с двигателем РД-107 на каждом из блоков. Вторая ступень—центральный блок ракеты длиной 28 м, диаметром до 2,95 м с двигателем РД-108. Длина и диаметр третьей ступени — 10 и 2,58 м соответственно. Блок третьей ступени имеет однокамерный ракетный двигатель с четырьмя рулевыми соплами. Шестидвигательные установки этой ракеты развивают суммарную максимальную тягу по ступеням 600 тс и суммарную по ступеням максимальную полезную мощность в полете — 20 млн. л. с. Определяющим фактором в осуществлении полетов в космическом пространстве является уровень развития ракетных двигателей и конструктивных характеристик ракеты. Скорость, приобретаемая ракетой, в первую очередь определяется энергетическими характеристиками ее двигателя.
Основным показателем совершенства и эффективности ракетного двигателя является его удельный импульс (экономичность). Удельный импульс в пустоте двигателя РД-107 первой ступени ракеты-носителя «Восток», летающей с 1957г., почти на 30 единиц больше удельного импульса усовершенствованного американского двигателя Н-1 того же класса тяги и на том же кислородно-керосиновом топливе, с 1966 г. летавшего на первой ступени ракеты «Сатурн-1 Б».
Удельный импульс в пустоте двигателя РД-107 составляет 314 с при тяге 102 тс и давлении в камере сгорания 60 кгс/см2.
Рулевые качающиеся камеры, питаемые от общего турбонасосного агрегата, снижают удельный импульс лишь на 1 с.
В специальном послании конгрессу о важнейших задачах страны от 25 мая 1961 г., в котором достижение Луны космонавтами до 1970 г. было провозглашено как национальная задача США, президент Д. Кеннеди писал: «Мы стали свидетелями того, что начало достижениям в космосе было положено Советским Союзом благодаря имеющимся у него мощным ракетным двигателям. Это обеспечило Советскому Союзу ведущую роль...».
Двигатель РД-107 — четырехкамерной конструкции с двумя рулевыми камерами, питающимися компонентами топлива от одного турбонасосного агрегата (ТНА). Многокамерность позволяет существенно уменьшить длину двигателя, что приводит к уменьшению массы ракеты. ТНА мощностью 5200 л. с. имеет два основных центробежных насоса для окислителя и горючего, и два приводимых через мультипликатор оборотов вспомогательных насоса для питания перекисью водорода газогенератора и жидким азотом системы наддува топливных баков ракеты. Для газификации жидкого азота в ТНА предусмотрен трубчатый теплообменник обогреваемый отработанным в турбине парогазом. Привод турбины осуществляется продуктами разложения перекиси водорода твердым катализатором в газогенераторе. Отработанный в турбине парогаз выбрасывается через выхлопной патрубок за борт ракеты, создавая дополнительную тягу. Изменение тяги и соотношения компонентов топлива в полете выполняется регуляторами двигателя по командам систем управления полетом и опорожнения баков.
Конструкция двигателя РД-108 второй ступени ракеты «Восток» аналогична описанной. Основные отличия — четыре рулевые камеры, агрегаты автоматики в связи с иной схемой пуска и останова и большой ресурс, так как РД-108 запускается при старте ракеты одновременно с двигателями первой ступени.
Тяга РД-108 в пустоте 96 тс.
Стартовая тяга двигателей ракеты-носителя «Восток» составляла 410 тс, а после подъема в разреженные слои атмосферы достигала 504 тс.
С начала космической эры до настоящего времени, т. е. 23 года эти двигатели и их модификации надежно выводят на космические орбиты пилотируемые корабли и автоматические станции. И еще немало лет им предстоит нести свою службу.
Существенно более высокими показателями обладают ракетные двигатели, разработанные в СССР в последующие годы. Высокий удельный импульс двигателей, установленных на советских ракетах-носителях, позволил реализовать огромные мощности при относительно умеренном расходе топлива. Создание таких двигателей является одним из основных достижений, обеспечивающих успехи Советского Союза в освоении космоса. Сочетание высокого совершенства конструкции двигателей, систем управления и комплекса наземного стартового оборудования позволило создать ракету-носитель больших возможностей и широко ее использовать для покорения космоса. Форсированная ракета-носитель использовалась для вывода в космос кораблей «Восход» и «Союз». Более сложные четырехступенчатые модификации ракеты-носителя типа «Восток» выводили на космические орбиты автоматические станции «Луна-4—14», «Марс-1», «Венера-1—8», «Зонд-1—3».
В то время как мощные двигатели, установленные на первых ступенях всех ракет-носителей и на вторых ступенях большинства из них, разработаны ГДЛ-ОКБ, основные двигатели, установленные на автоматических межпланетных станциях и пилотируемых космических кораблях и станциях, разработаны А. М. Исаевым в конструкторском бюро, которым он руководил.
На первых космических кораблях «Восток» применялся двигатель однокамерной конструкции с насосной подачей высококипящего самовоспламеняющегося топлива, состоящего из азотнокислотного окислителя и горючего на основе аминов. Двигатель развивал тягу 1614 кгс и удельный импульс 266 с при давлении в камере сгорания около 57 кгс/см2. Этот двигатель — часть тормозной двигательной установки ТДУ-1, служившей для перевода космического корабля с орбиты искусственного спутника Земли на траекторию спуска.
Подача топлива в двигатель при его запуске на орбите в условиях невесомости обеспечивалась установленными в баках эластичными разделителями, отделяющими топливо от газа наддува (азота) в период хранения и пуска.
Автоматические станции серии «Луна», совершившие мягкую посадку на Луну и выходившие на селеноцентрическую орбиту, были снабжены корректирующе-тормозной двигательной установкой КТДУ-1, работавшей на том же топливе, что и ТДУ-1. Однокамерный двигатель с насосной подачей работал в двух режимах: на первом режиме осуществлялось регулирование тяги двигателя от 4100 до 5164 кгс, на втором режиме двигатель работал при выключенной камере и создавал тягу за счет истечения отработанных на турбине газов через систему рулевых сопел — в пределах 20—35 кгс. При тяге 5164 кгс двигатель имел удельный импульс 278 с и давление в камере 71 кгс/см2.
Подача топлива в двигатель без газовых включений при многократных запусках обеспечивалась установленными в баках сетчатыми разделителями, использующими свойство поверхностного натяжения жидкости в ячейках мелкой металлической сетки.
Заданное направление полета и ориентация станции обеспечивались рулевыми соплами. Эти же сопла обеспечивали (при отключенной камере) конечную скорость сближения станции с лунной поверхностью.
Для обеспечения доставки на Луну луноходов, а на Землю — образцов лунного грунта в ОКБ А. М. Исаева был создан корректирующе-тормозной двигатель и агрегаты автоматики двигательной установки и, кроме того, двигатель для лунной взлетной ступени станции. Двигательная установка работала на высококипящем самовоспламеняющемся топливе, содержащем несимметричный диметилгидразин. Она состоит из двух автономных блоков (основного и малой тяги). Основной блок — однокамерный двигатель с насосной подачей топлива, работал при регулировании тяги в пределах 750—1920 кгс и обеспечивал многократное включение (до 11 раз). Блок малой тяги — двухкамерный двигатель одноразового действия с вытеснительной подачей топлива (азотом), также обеспечивал работу при регулировании тяги в пределах 190—390 кгс. Для двигателя основного блока удельный импульс составлял 312 с, а блока малой тяги — 252 с.
Двигатель взлетной ступени станции «Луна» развивал тягу 1920 кгс и удельный импульс 313 с при давлении в камере около 95 кгс/см2. Он имеет насосную подачу того же топлива, на котором работает корректирующе-тормозной двигатель.
При полетах первых станций к Венере («Венера-2—8»), первой станции, запущенной к Марсу, станций «Зонд-1—3» и «Молния» использовалась корректирующая двигательная установка с вытеснительной подачей азотнокислотного окислителя и несимметричного диметилгидразина. Установленный на кардане двигатель развивал тягу 200 кгс и удельный импульс 270 с при давлении в камере сгорания 12кгс/см2. Для последующих станций этой же организацией были созданы более совершенные корректирующе-тормозные двигатели с насосной подачей топлива, способные надежно работать в условиях многомесячного космического полета.
А. М. Исаев (1908—1971) с 1934г. работал в авиационной промышленности, был одним из создателей ракетного самолета БИ-1, в 1942 г. занялся разработкой жидкостных ракетных двигателей, а с 1944 г. возглавил опытно-конструкторское бюро, создавшее целую серию двигателей на высококипящих компонентах топлива для ракетной и космической техники. А. М. Исаев был среди первых творцов ракетных двигателей.
Двигатели для верхних ступеней многих ракет-носителей с 1958 г. разрабатывались в ОКБ С. А. Косберга (1903—1965), начавшего с 1954 г. заниматься сначала вспомогательными самолетными ЖРД на унитарном топливе (изопропилнитрате), а с 1956 г. — на двухкомпонентном (жидкий кислород с керосином и др.). Однокамерный двигатель тягой 5 тс третьей ступени ракет-носителей, обеспечивших полеты первых автоматических межпланетных станций к Луне и кораблей «Восток», и четырехкамерный двигатель тягой 30 тс третьей ступени ракет-носителей «Восход», «Союз» и многих других созданы этим ОКБ. В освоении космоса значительная роль принадлежит С. П. Королеву (1906—1966) — выдающемуся конструктору первых в мире космических кораблей, межконтинентальных и космических ракет. Эти ракеты разрабатывались им совместно с главными конструкторами двигателей, систем управления, комплекса наземного оборудования и других бортовых и наземных систем.
В результате совместного труда руководимых ими опытно-конструкторских бюро, в содружестве с рядом научно-исследовательских институтов промышленности и Академии наук СССР были разработаны и внедрены в производство многочисленные образцы ракетно-космической техники.
На массивной настольной золотой медали имени Циолковского, присуждаемой Академией наук СССР, высечено: «За выдающиеся работы в области межпланетных сообщений». В 1958 г. первая такая медаль была вручена главному конструктору ракет и космических кораблей С. П. Королеву, вторая — главному конструктору ракетных двигателей В. П. Глушко, третья — главному конструктору системы управления ракетами-носителями Н. А. Пилюгину. В 1961 — 1971 гг. медали имени Циолковского были вручены первым 23 советским космонавтам, в 1972 г. — теоретику космонавтики М. В. Келдышу за выдающийся вклад в научную разработку проблем изучения и освоения космического пространства. В 1977г. эти медали были присуждены техническому директору программы «Союз — Аполлон» с советской стороны К. Д. Бушуеву, а также космонавтам А. А. Губареву, Г. М. Гречко, П. И. Климуку и в 1979 г. Ю. В. Романенко, В. В. К.оваленку, А. С. Иванченкову и Ю. Н. Глазкову за успешное выполнение программы длительных полетов на орбитальных станциях. Ракетно-космические системы, во главе разработки которых стоял С. П. Королев, позволили впервые в мире осуществить запуски искусственных спутников Земли и Солнца, полеты первых одиннадцати советских космонавтов на кораблях-спутниках «Восток» и «Восход», а также полеты первых автоматических аппаратов к Луне, Венере и Марсу и произвести мягкую посадку на поверхность Луны. Под его руководством были созданы искусственные спутники Земли серий «Электрон» и «Молния-1», многие спутники серии «Космос», первые три межпланетных разведчика серии «Зонд».
Под руководством Н. А. Пилюгина разработаны системы управления первых и ряда последующих ракет-носителей, выводивших на орбиту советские искусственные спутники Земли и многие космические корабли.
В создание стартовых комплексов многих ракет-носителей большой вклад сделан В. П. Барминым.
Развитие в нашей стране работ по ракетно-космической технике вызвало к жизни около 25 лет тому назад и позже новые коллективы, возглавляемые другими главными конструкторами ракет и космических кораблей, двигателей, систем управления, стартовых комплексов. Это не только увеличило мощность советской научно-технической базы в ракетно-космической области, но и позволило более объективно охватить несколько различных направлений в развитии ракетных систем и критически выбирать пути оптимальных решений проблем. Они создали ряд замечательных межконтинентальных ракет, ракет-носителей и космических объектов. Так появились многочисленные спутники серии «Космос», роботы на Луне и спутники Луны «Луна-15— 24», а также межпланетные аппараты «Венера-4—12», «Марс-2—7», маневрирующие автоматические аппараты «Полет», мощная ракетно-космическая система «Протон» и многие другие разработки.
Одним из виднейших конструкторов — создателей советской ракетно-космической техники был М. К. Янгель (1911—1971). Выращенный им коллектив совместно с коллективами, руководимыми другими главными конструкторами —двигателей, систем управления и стартовых комплексов, внес неоценимый вклад в дело развития ракетно-космической техники и исследования околоземного космического пространства. С 1954 г. М. К. Янгель — главный конструктор опытно-конструкторского бюро, разработавшего ряд ракет-носителей и спутников серии «Космос» и «Интеркосмос».
Для развития и совершенствования космической техники важное значение имеют работы В. Н. Челомея. Г. Н. Бабакин (1914—1971) — видный конструктор и ученый в области космической техники, продолжая разработки, начатые С. П. Королевым, создал ряд автоматических космических аппаратов для исследования Луны и планет.
К. Д. Бушуев (1914—1978) — крупный конструктор и ученый, соратник С. П. Королева, внес значительный вклад в создание ряда автоматических космических аппаратов для исследования околоземного пространства, Луны, Венеры, Марса и пилотируемых космических кораблей «Восток», «Восход» и «Союз». Был директором международного проекта «Союз — Аполлон». Весомый вклад в разработку и реализацию советской космической программы внесен также М. В. Келдышем, Б. Н. Петровым, А. Ю. Ишлинским, Г. И. Петровым, Б. В. Раушенбахом и многими другими учеными, а в осуществление программы медико-биологических космических исследований В. И. Яздовским, В. В. Лариным, Н. М. Сисакяном, О. Г. Газенко и другими.
Особенно многочисленны искусственные спутники Земли серии «Космос» разных типов и назначений, регулярно выводимые на различные орбиты с 16 марта 1962 г.
Обширная программа научных исследований, выполняемая, с помощью спутников серии «Космос», предусматривает главным образом изучение внешних слоев атмосферы, околоземного космического пространства, а также отработку многих элементов конструкции космических аппаратов. Значительное внимание уделено и медико-биологическим исследованиям. Научная программа предусматривает изучение концентрации заряженных частиц, корпускулярных потоков, распространения радиоволн, радиационного пояса Земли, космических лучей, магнитного поля Земли, излучения Солнца, метеорного вещества, облачных систем в атмосфере Земли, воздействия факторов космического пространства, а также решение технических проблем, связанных с космическими полетами (стыковка на орбите, вхождение космических летательных аппаратов в атмосферу, ориентация в космосе, жизнеобеспечение, защита от излучений), отработку многих элементов конструкции бортовых систем космических аппаратов.
Для выполнения обширной программы, предусмотренной для этой серии, используется несколько типов двух-, трех- и четырехступенчатых ракет-носителей различной грузоподъемности (от нескольких сотен килограммов до двух десятков тонн), запускаемых с нескольких космодромов Советского Союза. Первым представителем этой серии ракет-носителей является двухступенчатая ракета «Космос» длиной 30 м, диаметром 1,65 м, успешно летавшая с 16 марта 1962 г. по 18 июня 1977 г. С 14 октября 1969г. эта же ракета-носитель выводила на орбиты спутники Земли серии «Интеркосмос». Первая ступень снабжена двигателем РД-214 с тягой 74 тс в пустоте, работающим на азотнокислотном окислителе (раствор окислов азота в азотной кислоте) и углеводородном горючем (переработанные нефтепродукты). Последняя ступень снабжена двигателем РД-119 с тягой 11 тс, работающим на жидком кислороде и несимметричном диметилгидразине. Оба двигателя с турбонасосной подачей компонентов топлива. Искусственный спутник Земли размещается на последней ступени под головным обтекателем, сбрасываемым на участке выведения после прохождения плотных слоев атмосферы. В конце участка выведения производится отделение спутника от последней ступени.
Двигатель РД-214 обладает наибольшими тягой и удельным импульсом (в пустоте 264 с) среди известных двигателей этого класса, работающих на азотнокислотном окислителе и углеводородном горючем.
Этот двигатель установлен и летает с 1957 г. на прототипе ракеты «Космос» и относится к ранним разработкам ГДЛ-ОКБ (1952—1957).
Двигатель РД-119 второй ступени этой ракеты, разработанный в ГДЛ-ОКБ в 1958—1962 гг., изготовлен в основном из титана, использует в однокомпонентном газогенераторе термически разлагаемое основное горючее и обладает наивысшим удельным импульсом (в пустоте — 352 с) среди кислородных ракетных двигателей, использующих высококипящее горючее без дожигания после турбины. Удельный импульс титановой камеры сгорания 358 с, давление в ней 80 кгс/см2. Рулевая система двигателя предназначена для управления и ориентации второй ступени ракеты в полете; работает путем перераспределения между неподвижными титановыми рулевыми соплами отработанных в турбине газов.
Более 15 лет работал на ракете-носителе «Космос» двигатель РД-119, а двигатель РД-214 летает более 23 лет и продолжает нести службу. Примером дальнейшего развития двигателей может служить двухкамерный двигатель РД-219 тягой 90 тс на самовоспламеняющемся азотнокислотно - диметилгидразиновом топливе, разработанный ГДЛ— ОКБ в 1958—1961 гг. для второй ступени ракеты-носителя. Две одинаковые камеры этого двигателя питаются одним турбонасосным агрегатом, расположенным между камерами, в районе критических сечений сопел, для уменьшения габарита двигателя. Питание турбины от газогенератора, работающего на основных компонентах топлива. Использование высокого давления газов в камере сгорания (75 кгс/см2), профилированного сопла со значительной степенью расширения газов и эффективной конструкции форсуночной головки позволило достичь на долгохранимом, высококипящем топливе высокого значения удельного импульса (293 с). Камера сгорания двигателя обладает наибольшей тягой среди двигателей, работающих на азотнокислотном окислителе.
Другим примером дальнейшего развития двигателей может служить двигатель РД-111 с четырьмя качающимися камерами для первой ступени ракеты, разработанный ГДЛ-ОКБ в 1959—1962 гг. Он работает на кислородно-керосиновом топливе. Тяга двигателя в пустоте 166 тс, удельный импульс 317 с (у земли 275 с), давление в камере 80 кгс/см2. Привод турбонасосного агрегата — от газогенератора, работающего на основных компонентах топлива.
Еще более высокими показателями по тяге, удельному импульсу, давлению в камере сгорания, степени расширения газа в соплах, удельной массе двигателей, чем описанные выше конструкции, обладают ракетные двигатели, разработанные ГДЛ-ОКБ в последующие годы.
Дальнейшее увеличение удельного импульса двигателей требовало роста начального давления в камере, что лимитировалось потерями на привод турбонасосного агрегата. Для разработанных в ГДЛ-ОКБ двигателей с тягой в диапазоне 11 —177 тс и более эти потери в удельном импульсе составляли лишь 0,8—1,7% при давлении в камере 75—90 кгс/см2, но возрастали до неприемлемых величин при больших давлениях.
Решение проблемы было найдено в Советском Союзе в новой схеме ЖРД, в которой отработанный в турбине газогенераторный газ дожигается в основной камере сгорания при смешении с недостающим компонентом топлива. Ясно, что при этом потери на привод турбонасосного агрегата практически отсутствуют. В таких двигателях смешение компонентов топлива при поступлении в камеру происходит по схеме «газ — жидкость», в отличие от обычной «жидкость — жидкость».
Первый экспериментальный двигатель по этой схеме был разработан и испытан в РНИИ в 1958—1959 гг., а затем в опытно-конструкторских бюро. Достижение в камере сгорания давления в несколько сотен атмосфер позволило также создавать двигатели большой тяги с существенно уменьшенными габаритами. Ракеты с такими двигателями летают в Советском Союзе уже шестнадцатый год.
При разработке этих двигателей были использованы новейшие достижения термодинамики, гидро- и газодинамики, теплопередачи, теории прочности, металлургии высокопрочных и жаростойких материалов, химии, электронной вычислительной техники, измерительной техники, вакуумной, электронной и плазменной технологии. Создание таких двигателей является одним из основных достижений ракетно-космической техники СССР.
Одним из примеров экспериментальных двигателей, созданных по схеме с дожиганием газогенераторного газа в основной камере, является также двигатель РД-301 на фторно-аммиачном топливе с тягой 10 тс и удельным импульсом 400 с при давлении в камере сгорания 120 кгс/см2 и температуре 4400° (ГДЛ-ОКБ).
К серии «Космос» и «Интеркосмос» относится также более мощная двухступенчатая ракета-носитель с четырехкамерным двигателем РД-216 на первой ступени, работающим на азотнокислотно-диметилгидразиновом топливе. Характеристики двигателя в пустоте: тяга 177 тс, удельный импульс 290 с, а давление в камерах 75 кгс/см2. С помощью этой ракеты-носителя 19 апреля 1975 г. в СССР выведен на орбиту первый индийский искусственный спутник Земли, названный именем индийского астронома и математика V века Ариабата. Высота орбиты спутника в перигее —563 км, в апогее — 619 км, наклонение орбиты — 50,7°, начальный период обращения — 96,3 мин, масса — 360 кг. Научная аппаратура спутника предназначена для исследования в области рентгеновской астрономии, регистрации нейтронного и гамма-излучения Солнца и измерения потоков частиц и радиации в ионосфере.
Орбиты спутников «Космос» охватывают область высот примерно от 145 км до 60,6 тыс. км («Космос-260»). Начиная с 1964 г. некоторые из этих спутников выводились одновременно в количестве от 2 до 8 одной ракетой-носителем.
Юбилейный спутник «Космос-1000» выведен на орбиту 31 марта 1978 г. для отработки космической навигационной системы, создаваемой в целях обеспечения определения места нахождения судов морского и рыболовного флотов Советского Союза в любой точке Мирового океана. Начальные параметры орбиты спутника: высота в апогее—1024 км, в перигее — 978 км, период обращения — 104,9 мин, наклонение орбиты — 83 градуса.
В этом же году «Космос-1045» совместно со спутниками «Радио-1» и «Радио-2» выведены одной ракетой-носителем на орбиту с периодом обращения 120,4 минуты, высотой апогея 1724 км и перигея 1688 км, наклонением 82,6°.
Спутники «Радио-1» и «Радио-2» (международный регистрационный индекс «PC») созданы творческими коллективами студентов высших учебных заведений и радиолюбителей ДОСААФ СССР для радиолюбительской связи, проведения научно-технических экспериментов и учебных работ.
В 1979 г. одной ракетой выведены на орбиту спутники «Космос-1081 — 1088», а затем «Космос-1100—1101», «Космос-1130—1137». Так же одной ракетой в 1980 г. были выведены спутники «Космос-1156—1163» и «Космос-1192—1199».
Спутники «Космос» разнообразны по конструкции, составу основной и научной аппаратуры; многие из них имеют систему ориентации на Солнце или Землю (на некоторых использована, в частности, аэродинамическая система ориентации); энергопитание бортовой аппаратуры осуществляется от солнечных батарей и химических источников тока (проверялась работа систем с изотопными генераторами); передача научной и измерительной информации на Землю осуществляется с помощью многоканальных телеметрических систем, имеющих бортовые запоминающие устройства. Некоторые из спутников снабжены спускаемыми аппаратами для возвращения научной аппаратуры и объектов экспериментов на Землю («Космос-110», «Космос-186», «Космос-188» и другие). Ряд спутников унифицирован по конструкции и составу основных бортовых систем, что позволяет относительно легко изменять состав научной аппаратуры для различных модификации спутников. На первых спутниках серии «Космос» — «Космос-1» и «Космос-2»— проведено изучение структуры ионосферы радиометодами; «Космос-3» и «Космос-5» — автоматические геофизические станции; на «Космосе-4», в частности, проведены радиационные измерения во время и после американского ядерного взрыва в космическом пространстве по программе «Старфиш»; измерения на «Космосе-7» позволили обеспечить радиационную безопасность при полете кораблей «Восток-3» и «Восток-4»; на «Космосе-26» изучалось геомагнитное поле, «Космос-97» имел на борту квантовый молекулярный генератор, эксперимент с которым важен для дальних космических систем радиосвязи.
С 22 февраля по 16 марта 1966 г. на геоцентрической орбите находился биологический спутник «Космос- 110» с двумя подопытными собаками, различными биологическими объектами и научной аппаратурой. Высота апогея (904 км) обеспечила пребывание станции в зоне радиационного пояса, окружающего Землю. После 22-суточного полета, на 330-м витке, спутник приземлился в заданном районе. Успешное выполнение медико-биологического эксперимента обогатило наши знания о влиянии радиационной обстановки в ближнем космосе и длительной невесомости на функциональное состояние живого организма.
На «Космосе-122» экспериментально проверена аппаратура для метеорологических наблюдений. Метеорологические спутники «Космос-144, -156, -184, -206» и некоторые другие вошли в систему «Метеор» и использовались для получения метеорологических данных службой погоды.
При совместном полете спутников «Космос-186» и «Космос-188» 30 октября 1967 г. впервые в мире совершены автоматическое сближение и стыковка на орбите; после расстыковки был продолжен их автономный полет, а затем совершена посадка на территории СССР. 15 апреля 1968 г. автоматическая стыковка на орбите была проведена при полете «Космоса-212» и «Космоса-213»; оба спутника также осуществили посадку на территории СССР. Запущенный 20 декабря 1968 г. спутник «Космос-261» использован для научного эксперимента по изучению верхней атмосферы Земли и природы полярных сияний. В нем приняли участие научно-исследовательские институты и обсерватории Народной Республики Болгарии, Венгерской Народной Республики, Германской Демократической Республики, Польской Народной Республики, Социалистической Республики Румынии, СССР и Чехословацкой Социалистической Республики.
22 ноября 1973 г. после двадцати двух дней полета биоспутник «Космос-605» с находившимися на борту белыми крысами, черепахами, насекомыми, микроорганизмами и грибами совершил посадку на Землю, доставив ценную научную информацию. Основная цель биологических экспериментов — изучение влияния длительной невесомости на процессы развития организмов. Кроме того, проводились исследования по обеспечению радиационной безопасности экипажей и оборудования при длительных полетах с помощью электростатической защиты. «Измерения свидетельствуют о высоком «качестве» космического вакуума как изолятора в электростатической защите даже на высотах 200—400 км, несмотря на большое количество здесь заряженных и нейтральных частиц. Кроме того, впервые экспериментально подтверждена возможность автономного функционирования электростатической защиты в радиационных поясах Земли» — свидетельствует руководитель медико-биологических исследований в космосе О. Г. Газенко.
Исследования проводились и на биоспутнике «Космос-690», совершившем 20-суточный полет в 1974 г. С 25 ноября по 15 декабря 1975 г. на возвращаемом биоспутнике «Космос-782» были продолжены исследования влияния факторов космического полета на разнообразные живые организмы, в том числе 25 крыс. Установленная на борту центрифуга диаметром 66 см позволила изучать влияние искусственной силы тяжести разной величины (от земной до 30% ее значения) на различные организмы, от простейших до черепах. Контрольные группы одновременно находились и в условиях невесомости и на Земле.
Длительное воздействие невесомости на биологические объекты находится еще в стадии изучения, и если окажется, что оно неизбежно вызывает необратимые процессы, то искусственная гравитация окажется единственным путем решения проблемы длительных космических полетов человека.
На борту была также установлена радиационно-физическая аппаратура для решения проблемы противорадиационной электростатической защиты космических аппаратов.
На спутнике были размещены биологические объекты СССР, ЧССР, США и Франции, а в исследовании экспериментального биологического материала приняли участие также ученые ВНР, ПНР и СРР.
Предстоит длительное, всестороннее изучение сложных процессов, возникающих в организмах в условиях космического полета, и разработка средств защиты. Так, эти исследования по широкой программе были успешно продолжены 3—22 августа 1977 г. на возвращаемом биоспутнике «Космос-936», на борту которого находились различные биологические объекты, центрифуга, радиационно-физические приборы и научная аппаратура СССР, ЧССР, Франции и США. Максимальная высота полета спутника—419 км. Более тонкие и комплексные эксперименты были поставлены на биоспутнике «Космос-1129», выведенном на орбиту 25 сентября 1979 г., спускаемый аппарат которого приземлился 14 октября того же года. На подопытных животных — 37 белых крысах — изучались, в частности, состояние высших отделов головного мозга в длительном полете, характер перестройки суточной периодики некоторых физиологических процессов, потеря кальция костными тканями живых организмов. В эксперименте «Онтогенез» впервые определялась возможность оплодотворения и развития зародыша у млекопитающих в условиях невесомости. Для этого на борту спутника был установлен блок-виварий, состоящий из двух секций с разнополыми животными. В полете, по команде с Земли, был открыт проход между секциями и тем разрешено общение между этими животными. После завершения полета предусматривалось получение потомства крыс, прошедших основные этапы эмбрионального развития в невесомости.
После приземления была обнаружена беременность у всех пяти подопытных самок. Однако эксперимент не был доведен до конца, так как не удалось обеспечить необходимые условия его проведения. Изучение хода эмбрионального развития в невесомости и его последствий проводилось также путем инкубирования яиц японской перепелки. В эксперименте «Гравитационная преференция» с помощью вращающейся центрифуги были созданы зоны различной силы тяжести, в которых плодовые мушки — дрозофилы могли свободно выбирать место для жизни и откладывания яиц. Однако предпочтительных зон не оказалось.
На автоматической установке — оранжерее для выращивания высших растений из семян изучались с помощью фотосъемки формирование и динамика роста кукурузы, льна, капусты и других растений в космическом полете. Выяснению влияния невесомости на скорость размножения клеток посвящен эксперимент с культурой клеток млекопитающих и высших растений.
На этом биоспутнике, совершившем 18,5-суточный полет, были продолжены работы по оценке радиационной опасности тяжелых ядер галактического космического излучения, изучению электростатической защиты от воздействия заряженных частиц в космическом полете и ряд других исследований.
Эти эксперименты проводились с участием ученых социалистических стран, а также США и Франции.
Приведенные в качестве примеров характеристики некоторых спутников серии «Космос» свидетельствуют о многообразии решаемых с их помощью задач.
По программе «Космос» с 1962 до 5 декабря 1980 г. на орбиты выведено 1225 спутников Земли и запуски их продолжаются.
Использование искусственных спутников Земли типа связных, метеорологических, навигационных (для судов и самолетов), геодезических, геофизических, астрономических для изучения земных и водных ресурсов, контроля загрязнения биосферы, прогнозирования урожая, наводнений, лесных пожаров, для поисково-спасательных работ и другого назначения открывает новые широкие возможности в решении народнохозяйственных задач.
Космическая система из двух научных станций «Электрон-1» и «Электрон-2» была выведена 30 января 1964 г. одной ракетой-носителем на разные орбиты, удаленные от Земли в апогее примерно на 7 тыс. и 70 тыс. км соответственно. 11 июля 1964 г. исследование было продолжено на станциях «Электрон-3» и «Электрон-4». Эти системы станций провели комплекс исследований радиационного пояса Земли, магнитосферы и внешних слоев атмосферы Земли, излучения Солнца, далеких галактик и космических лучей.
Связные спутники «Молния-1», выводимые с 23 апреля 1965 г. на орбиты с периодом обращения 12 часов, с апогеем над северным полушарием около 40 тыс. км и перигеем до 500 км, обеспечивают активную ретрансляцию дальних телевизионных передач, а также дальнюю двухстороннюю телеграфную, фототелеграфную и телефонную связь со многими районами страны, в том числе с Крайним Севером, Сибирью, Средней Азией и Дальним Востоком. Эти спутники входят в систему дальней космической радиосвязи и работают совместно с наземными приемными радиостанциями «Орбита», снабженными параболическими антеннами с диаметром зеркала 12 м, обеспечивая сеансы связи длительностью 8—10 часов в сутки через каждый спутник. Система «Орбита» начала действовать 2 ноября 1967 г. Первые наземные станции этой системы были построены в Кемерово, Магадане, Якутске, Южно-Сахалинске, Петропавловске-Камчатском, Воркуте и других городах. К концу 1979 г. работало 86 станций «Орбита».
«Молния-1» имеет двигательную установку для коррекции орбиты, проводимой с целью изменения времени сеансов связи, а также для синхронизации одновременного движения нескольких спутников. В полете осуществляется ориентация солнечных батарей на Солнце и остронаправленной параболической антенны — на Землю. Мощность бортового передатчика — 40 Вт.
Четыре таких спутника, у которых плоскости орбит сдвинуты относительно друг друга на 90°, обеспечивают круглосуточную связь.
С помощью телевизионной аппаратуры, установленной на «Молнии-1», с мая 1966 г. передаются изображения Земли с высот 30—40 тыс. км, дающие информацию о глобальном распределении облачности; 7 июня 1967 г. впервые было получено цветное изображение Земли из космоса. Всего запущено до конца осени 1980 г. 48 спутников «Молния-1», обеспечивших регулярную связь и телевизионное вещание на территории СССР и ряда других стран.
Для дальнейшего развития систем связи, начиная с 24 ноября 1971 г., на орбиту выводятся спутники серии «Молния-2» с бортовой ретрансляционной аппаратурой, обеспечивающей работу системы в сантиметровом диапазоне волн. В течение 1971 —1978 гг. на орбиты выведено 17 спутников «Молния-2».
Первый спутник связи «Молния-3» (усовершенствованный, также работающий в сантиметровом диапазоне) был запущен 21 ноября 1974 г., а всего к декабрю 1980 г.— 13 спутников. Кроме использования в системе «Орбита», спутники «Молния-2» и «Молния-3» составили основу системы «Интерспутник».
В 1971 г. было подписано соглашение о создании международной системы спутниковой связи «Интерспутник». Наземные станции этой системы построены в СССР, Республике Куба, ПНР, ГДР, ЧССР, МНР, НРБ и других странах.
Советский Союз взаимодействует и с системой спутниковой связи «Интелсат» с помощью станции, построенной в районе Львова, для связи с США и Канадой. Для руководителей СССР и США созданы каналы прямой связи с помощью спутников «Молния-3» и «Интелсат-4».
Для обеспечения экспериментальных телепередач и дальней радиосвязи 29 июля 1974 г. был запущен на околостационарную орбиту спутник «Молния-1С».
С целью дальнейшего развития систем радиосвязи и телевизионного вещания, начиная с 22 декабря 1975 г. по 1979 г. ежегодно осуществлялись запуски на геостационарную орбиту высотой около 36 тысяч километров по одному спутнику «Радуга», а в 1980 г.— два таких спутника. Их международный регистрационный индекс «Стационар-1», «Стационар-2» и «Стационар-3». Усовершенствованная бортовая многоствольная ретрансляционная аппаратура спутников предназначена для обеспечения в сантиметровом диапазоне волн непрерывной круглосуточной телефонно-телеграфной радиосвязи и одновременной передачи цветных и черно-белых программ Центрального телевидения на сеть станций «Орбита». На спутниках имеется также трехосная система точной ориентации на Землю, система энергоснабжения с независимым наведением и слежением солнечных батарей за Солнцем, корректирующая двигательная установка, обеспечивающая постоянное положение спутников над заданным районом Земли, система терморегулирования, радиотелеметрическая система для передачи на Землю данных о работе бортовых систем, радиосистема для точного измерения параметров орбиты и управления спутниками.
Представителями нового поколения спутников-ретрансляторов являются спутники телевизионного вещания «Экран», запущенные 26 октября 1976 г., 20 сентября 1977 г., 21 февраля, 3 октября 1979 г. и 15 июля 1980 г., получившие международный регистрационный индекс «Стационар-Т». Выведенные на геостационарную орбиту в точку экватора 99° восточной долготы, спутники снабжены остронаправленными антеннами (фазированная решетка площадью, 12 м2) и ретрансляционной аппаратурой большой мощности (передатчик 200 Вт). Они обеспечивают в дециметровом диапазоне волн высококачественный прием цветных программ Центрального телевидения на территории Сибири и Крайнего Севера, в том числе не охваченной ранее сетью станций «Орбита», с помощью приемных устройств коллективного пользования. Вещание со спутников ведется на частотах 702—726 мегагерц методом частотной модуляции. В качестве генератора энергии на борту используется солнечная полупроводниковая батарея мощностью до 2 киловатт, ориентированная на Солнце.
Следующим шагом в развитии космической телефонно-телеграфной системы радиосвязи и телевизионного вещания явилось создание спутников «Горизонт», стартовавших 19 декабря 1978 г., 6 июля и 28 декабря 1979 г., а также 14 июня 1980 г. (международный регистрационный индекс «Стационар-4», «Стационар-5») на орбиту, близкую к стационарной. Спутники связи «Горизонт», снабженные усовершенствованной многоствольной бортовой ретрансляционной аппаратурой, обеспечивали в 1980 г. трансляцию телевизионных передач из Советского Союза спортивных состязаний XXII Олимпийских игр.
Исключительную практическую ценность имеют также метеорологические спутники, служащие для регулярного сбора метеорологической информации, необходимой для оперативной работы службы погоды, для разработки теорий общей циркуляции атмосферы и создания надежной методики долгосрочных прогнозов погоды, для международного обмена.
К советским метеорологическим спутникам относятся некоторые спутники серии «Космос» и спутники «Метеор». Отработка отдельных устройств для метеорологических спутников проводилась в 1963—1964 гг. на спутниках типа «Космос-23». В 1966 г. был создан и испытан «Космос-122» с комплексом приборов для метеорологических наблюдений. С запуском «Космоса-144» и «Космоса-156» (28 февраля и 27 апреля 1967 г.) начала функционировать метеорологическая система «Метеор». Орбиты этих спутников близки к круговым, с высотой для первых образцов около 600—700 км, а для последующих — около 900 км и наклонением 81°. В полете спутники непрерывно ориентированы в орбитальной системе координат (продольная ось направлена по вертикали); энергопитание бортовой аппаратуры осуществляется от солнечных батарей, расположенных на двух панелях, плоскости которых ориентируются системой слежения перпендикулярно направлению солнечных лучей. С 1969 г. по 18 июня 1980 г. на орбиты выведено 30 спутников «Метеор».
Параметры орбит метеорологических спутников обеспечивают наблюдения за погодой в каждом из районов с интервалом около 6 часов. Спутники снабжены телевизионной и инфракрасной аппаратурой для регистрации изображений облачного, снежного и ледового покрова на дневной и ночной стороне Земли; актинометрической аппаратурой для измерения радиации, излучаемой и отражаемой Землей и атмосферой. Два спутника получают за сутки метеоинформацию с половины поверхности земного шара. Метеорологические данные с борта спутника принимаются сетью наземных пунктов, оборудованных средствами регистрации и обработки информации и соединенных прямыми каналами связи с гидрометеоцентром СССР. Обработка информации автоматизирована и занимает около 1,5 часа. Данные, получаемые системой «Метеор», существенно повышают надежность прогнозов погоды, позволяют обнаруживать мощные циклоны и тайфуны в океанах, выбирать оптимальные маршруты для торгового и рыболовного флота, определять границы ледового покрова в арктических областях, включая Северный морской путь, получать сведения об областях устойчивых осадков (для сельского хозяйства) и т. п. С 11 июля 1975 г. производились запуски метеоспутников «Метеор-2». Так, «Метеор-2» с усовершенствованной аппаратурой был запущен 7 января 1977 г. и выведен на орбиту максимальной высотой 932 км, минимальной высотой 893 км, наклонением 81,3°, начальным периодом обращения 103 минуты. Всего в течение 1975—1980 гг. на космические орбиты выведено 5 спутников «Метеор-2». Информация с этих спутников поступает для обработки и использования в Гидрометеоцентр СССР и Государственный научно-исследовательский центр изучения окружающей среды и природных ресурсов Земли.
Впервые в нашей стране 29 июня 1977 года на солнечно-синхронную орбиту был выведен спутник «Метеор».
Его задачей было не только поставлять данные для службы погоды, но и собирать информацию, необходимую для исследования природных ресурсов Земли. «Метеор» был выведен на орбиту с высотой в апогее 685 км и высотой в перигее 602 км, наклонением 98° и начальным периодом обращения 97,5 минут.
Такого рода орбита обеспечивает спутнику важное свойство: на каждом витке подспутниковые районы, находящиеся на некоторой широте, наблюдаются в одно и то же местное время суток. Это означает, что освещенность районов, расположенных на одной и той же широте, характеризуется одним и тем же углом возвышения Солнца над горизонтом, причем этот угол может быть выбран заранее соответствующим выбором времени старта, определяющим ориентацию плоскости орбиты относительно направления на Солнце. Возможность выбора оптимальных условий освещенности позволяет повысить производительность и качество работы спутника. Для изучения процессов солнечной активности, их влияния на межпланетную среду и магнитосферу Земли в 1972 г. на высокоэллиптическую орбиту спутника Земли (в апогее 200 тыс. км) выведены автоматические станции «Прогноз-1» и «Прогноз-2». Исследования были продолжены в 1973 г. с помощью станции «Прогноз-3». Станция «Прогноз-4», запущенная в 1975 г., массой 905 кг вышла на орбиту высотой в апогее 199000 км, в перигее — 634 км, наклонением орбиты 65° и периодом обращения 95 ч 40 мин. На близкую орбиту была выведена в 1976 г. станция «Прогноз-5» массой 930 кг. Исследовательская аппаратура, установленная на борту этой станции, так же как и на «Прогноз-6» (1977), была создана в СССР, ЧССР и Франции. На станции «Прогноз-7» (1978) использована научная аппаратура СССР, ВНР, ЧССР, Франции и Швеции.
Станции серии «Прогноз» служат для исследования корпускулярного и электромагнитного излучений Солнца, потоков солнечной плазмы, магнитных полей, галактических ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-излучений.
Разновидностью геофизических ракет, высотных исследовательских ракет являются метеорологические ракеты. Они систематически запускаются в СССР с 1949 г. с целью изучения физических процессов, определяющих структуру, состав и тепловой режим верхней атмосферы, влияние геомагнитных и других возмущений и ионизирующих излучений на ее характеристики. Ракеты типа МР-1 запускаются на высоту до 100 км, а типа МР-12 — до 180 км при массе научной аппаратуры до 50 кг. В их головной части установлены тепловой и мембранные манометры, термометры сопротивления, болометры, радиотелеметрическая система, аккумуляторные батареи и другое оборудование. На заданной высоте головная часть отделяется от корпуса, после чего они спускаются на парашютах.
Ракеты типа М-100 — двухступенчатые, с пороховыми двигателями на обеих ступенях, со стартовой массой 475 кг, высотой подъема 100 км при массе научной аппаратуры 15 кг. Только в 1972 г. было запущено 277 ракет М-100. Двухступенчатая пороховая ракета М-130 при стартовой массе 600 кг, диаметре 0,25 м, длине 10 м поднимает головную часть с научной аппаратурой общей массой 80 кг на высоту 130 км. Малые метеорологические ракеты ММР-06 — одноступенчатые, пороховые имеют стартовую массу 135 кг, высоту подъема 60 км при массе научной аппаратуры 5 кг. Пуски метеорологических ракет проводятся как на территории СССР, так и в других районах (в Арктике, Антарктике, Индии, с гидрографических судов в различных районах Мирового океана).
Вертикальное зондирование производится в СССР и до больших высот. Автоматическая ионосферная лаборатория «Янтарь-1» была запущена на высоту 400 км с помощью геофизической ракеты в октябре 1966 г. для исследования взаимодействия реактивной струи электрического ракетного двигателя (ЭРД) с ионосферной плазмой. Экспериментальный плазменно-ионный ЭРД был включен на высоте 160 км, и в течение дальнейшего полета было проведено 11 циклов его работы. Зарегистрированная скорость реактивной струи достигала 140 км/с. Полученные данные имеют большое значение для решения проблем управляемого полета аппарата с ЭРД в верхней атмосфере, на высотах 100 км и более.
12 октября 1967 г. на высоту 4400 км вертикально выведен космический зонд для изучения верхних слоев атмосферы, ионосферы Земли и околоземного космического пространства, в частности, доз радиации за различными защитами во время полета в поясе радиации. Для получения неискаженных измерений конструкция станции была выполнена из специальных материалов, а ракета-носитель после вывода станции на заданную траекторию уведена в сторону на большое расстояние с помощью двигательной установки, что исключило газовыделения в исследуемую среду. Кроме научной аппаратуры на станции находились, как обычно, радиотелеметрическая система и аппаратура радиоизмерения траектории.
В 1963—1964 гг. были успешно проведены летные испытания автоматических маневрирующих на орбитах спутников Земли — космических станций «Полет-1», «Полет-2». При этих испытаниях производились многократные включения двигателей для стабилизации и осуществления пространственных маневров космических станций путем изменения плоскости орбиты и высоты полета в небольших пределах.
Выдающимся событием в развитии советской науки и техники является создание в 1965 г. мощной ракетно-космической системы «Протон». Ее многоступенчатая ракета-носитель обладает в несколько раз большей грузоподъемностью, чем ракета-носитель «Восток». Суммарная максимальная полезная мощность двигательных установок ракеты-носителя «Протон» превышает 60 млн. л. с., т. е. втрое больше, чем у ракеты «Восток».
Рождение ракетно-космической системы «Протон» ознаменовало начало нового этапа в изучении и освоении космического пространства. Открылись новые возможности исследования планет и других небесных тел, образующих нашу Солнечную систему.
Ракетно-космическая система «Протон» отличается высокими эксплуатационными и энергетическими характеристиками. Характеристики ракеты, помимо совершенства ее конструкции, определяются установленными на ней двигателями. На ракете-носителе системы «Протон» используются вновь разработанные мощные двигатели, выполненные по самой совершенной схеме, при которой отработанный в турбине газогенераторный газ дожигается в основной камере сгорания при смешении с недостающим компонентом топлива. Это открыло возможность достижения в камере сгорания давления, измеряющегося сотнями атмосфер. Значительное давление в системе двигателей и обеспечение высокой степени полноты сгорания, а также реализации равномерного и равновесного истечения продуктов сгорания из сопел с большой степенью расширения позволили создать мощные малогабаритные двигатели с весьма высокими характеристиками.
На первой ступени ракеты-носителя «Протон» установлено несколько однокамерных двигателей РД-253, работающих на высококипящем самовоспламеняющемся топливе при давлении в камере примерно в три раза большем, чем у РД-108. Максимальное давление топлива в магистралях двигателя достигает почти 400 кгс/см2. Суммарная мощность турбонасосных агрегатов всех РД-253, входящих в двигательную установку, превышает 150000 л. с. Удельная масса сухого двигателя РД-253 составляет лишь 6,45 кг на тонну тяги.
Блестящее конструктивное решение ракеты в целом, создание совершенных ракетных двигателей, систем управления и стартового комплекса явилось крупным успехом советского ракетостроения.
В 1965—1968 гг. на геоцентрические орбиты были выведены тяжелые станции «Протон-1, -2, -3, -4», оборудованные научной аппаратурой для изучения космических лучей и взаимодействия с веществом частиц высоких и сверхвысоких энергий. Масса каждого из первых трех спутников, запущенных 16 июля, 2 ноября 1965 г. и 6 июля 1966 г. соответственно, с оборудованием, размещенным на последней ступени ракеты-носителя, составляла 12,2 т, а масса комплекса научной аппаратуры — 3,5 т. Их орбиты имели высоту перигея 190 км при высоте апогея около 630 км. В состав научной аппаратуры входил ионизационный калориметр для изучения частиц с энергией до 1013 эВ. «Протон-4», запущенный 16 ноября 1968 г., оборудован новым уникальным комплексом научной аппаратуры, позволившим расширить диапазон исследуемых энергий до 1015 эВ. Масса «Протона-4» без последней ступени ракеты-носителя составляла около 17 т, а масса комплекса научной аппаратуры— 12,5 т. Орбита «Протона-4» имела высоту перигея 255 км при высоте апогея 495 км. На спутниках серии «Протон» изучались энергетический спектр и химический состав частиц первичных космических лучей, интенсивность и энергетический спектр гамма-лучей и электронов галактического происхождения.
В распоряжении ученых оказались новые возможности для экспериментов, позволяющие глубже проникнуть в тайны тонкой структуры так называемых элементарных частиц и приподнять завесу над природой и происхождением космических лучей. Ракета-носитель «Протон» вывела на космические орбиты корабли «Зонд-4—8» для облета Луны и возвращения на Землю, автоматические станции «Луна-15—24», «Марс-2—7», «Венера-9—12» и долговременные обитаемые орбитальные станции «Салют-1—6», автоматические станции на геостационарные орбиты. Была начата разработка серии многоместных пилотируемых космических кораблей-спутников «Союз», предназначенных для длительных полетов, маневрирования, сближения и стыковки на орбите спутника Земли. Весьма перспективным явилось успешное осуществление в 1967—1968 гг. на тяжелых спутниках «Космос-186, -188» и «Космос-212, -213» автоматического поиска, сближения, их стыковки, совместного полета и расстыковки. Весь комплекс радиотехнической аппаратуры, счетно-решающих устройств, автоматических систем и двигательных установок спутников в процессе этих экспериментов работал надежно.
Блестящий эксперимент по автоматической стыковке объектов в космосе открыл перспективы создания больших космических станций, их обслуживания и сборки на орбите мощных космических кораблей для межпланетных полетов.
Программа «Союз» предусматривает широкие научные и технические исследования в околоземном космическом пространстве и создание обитаемых орбитальных станций.
Космический корабль «Союз» массой 6,5—6,8 т., длиной 7,5 м при максимальном диаметре 2,72 м состоит из орбитального отсека для проведения научных исследований и отдыха космонавтов; спускаемого аппарата — кабины космонавтов; приборно-агрегатного отсека с основным оборудованием и сближающе-корректирующей двухдвигательной установкой. Орбитальный отсек и спускаемый аппарат сообщаются герметическим люком. Общий объем воздуха жилых помещений— 10 м3. Спускаемый аппарат имеет теплозащитное покрытие, фарообразная форма аппарата обеспечивает управляемый спуск с использованием аэродинамического качества; в нем размещены кресла космонавтов, пульт управления кораблем, системы управления спуском, радиосвязи, жизнеобеспечения, парашюты, пороховые двигатели мягкой посадки и другое оборудование. Перегрузки при спуске снижены до 3—4 единиц, и существенно повышена точность приземления; скорость приземления при мягкой посадке составляет около 2—3 м/с. Система ориентации и управления движением обеспечивает ориентацию корабля в пространстве, управление и стабилизацию при работе ракетного двигателя, сближение с другим кораблем и маневрирование вблизи него; она может работать автоматически и в режиме ручного управления. Корабль оснащен системой автоматической стыковки, ранее проверенной при парных полетах автоматических спутников «Космос». Энергопитание бортовой аппаратуры — от солнечных батарей, расположенных на двух раскрывающихся панелях с размахом 8,37 м. Комплекс радиотехнических средств осуществляет определение параметров орбиты, прием команд с Земли, двухстороннюю радиосвязь с Землей, передачу телевизионных изображений нормального стандарта (на борту 4 камеры) и телеметрической информации. Оборудование корабля обеспечивает возможность полностью автономного его полета и пилотирования, а характеристики двигательной установки позволяют совершать маневры до высоты 1300 км.
В состав сближающе-корректирующей двигательной установки входят однокамерный основной двигатель и двухкамерный дублирующий. Основной двигатель служит для коррекции орбиты корабля, его маневров в процессе сближения с другим кораблем или станцией, для торможения корабля и обеспечения спуска с орбиты искусственного спутника Земли. Дублирующий двигатель включается в случае отказа основного или вспомогательных двигателей. Оба двигателя имеют свою насосную подачу топлива (азотнокислотный окислитель и несимметричный диметилгидразин), их тяга около 415 кгс. Удельный импульс основного двигателя 282 с при давлении в камере сгорания 41 кгс/см2. Дублирующий двигатель снабжен рулевыми соплами, в которые поступает отработанный газ турбины. Двигатели допускают многократный запуск, непрерывную работу в течение нескольких сотен секунд и работу кратковременными импульсами длительностью в десятые доли секунды. Выведение корабля «Союз» на орбиту вокруг Земли осуществляется усовершенствованной ракетой-носителем «Союз» со стартовой массой более 300 т.
Путь освоения космоса тернист. 24 апреля 1967 г. при испытании нового космического корабля «Союз-1», во время посадки на Землю после суточного космического полета трагически погиб из-за отказа парашютной системы талантливый космонавт В. М. Комаров. Ранее В. М. Комаров совершил полет на корабле «Восход».
27 марта 1968 г. весь мир облетела печальная весть о трагической гибели первого космонавта планеты Ю. А. Гагарина во время тренировочного полета на самолете вместе с летчиком-инструктором В. С. Серёгиным. На месте падения самолета у деревни Новоселово Киржачского района Владимирской области установлен обелиск из красного гранита, опирающийся на кольцо черного лабрадорита.
Беспилотный корабль «Союз-2» был выведен на орбиту 25 октября 1968г. При прохождении его над космодромом 26 октября произведен запуск корабля «Союз-3», пилотируемого космонавтом Г. Т. Береговым (позывной космонавта «Аргон»). «Союз-3» осуществил радиопоиск «Союза-2» и автоматическое сближение с ним до расстояния 200 м. Последующее сближение и маневрирование «Союза-3» вблизи «Союза-2» проводил космонавт с использованием системы ручного управления. По окончании экспериментов «Союз-2», а затем (30 октября) «Союз-3» совершили посадку в заданном районе Советского Союза.
«Союз-4» был выведен на орбиту 14 января 1969 г. с космонавтом В. А. Шаталовым («Амур») на борту, а 15 января 1969 г. на орбиту был выведен «Союз-5» с экипажем: командир корабля Б. В. Волынов, бортинженер А. С. Елисеев, инженер-исследователь Е. В. Хрунов (позывной космонавтов «Байкал»). 16 января были произведены автомагическое сближение кораблей «Союз-4» и «Союз-5» и их ручная стыковка. На орбите была собрана и начала функционировать первая в мире экспериментальная пилотируемая космическая станция. После стыковки А. С. Елисеев и Е. В. Хрунов в скафандрах с автономными системами жизнеобеспечения совершили выход в космическое пространство продолжительностью 37 минут и переход в «Союз-4». Высота полета экспериментальной станции в апогее составляла 25б км, общая масса станции—12924 кг. Затем корабли были расстыкованы и продолжали раздельный полет. В полете осуществлялись научно-технические и медико-биологические исследования, наблюдения за геолого-географическими объектами земной поверхности и небесными светилами, телевизионный репортаж с борта кораблей, кино- и фотосъемки, навигационные измерения и другие исследования. После выполнения программы полета 17 января «Союз-4» с тремя космонавтами, а 18 января 1969 г. «Союз-5» с Б. В. Волыновым совершили спуск и приземлились на территории СССР.
11 октября 1969 г. был выведен на орбиту «Союз-6» с экипажем: командир корабля Г. С. Шонин, бортинженер В. Н. Кубасов (позывной космонавтов «Антей»), которыми была выполнена широкая программа научных исследований, а также испытания различных способов сварки разных металлов в условиях глубокого вакуума и невесомости. Производились сварка тонколистовой нержавеющей стали и титана, резка нержавеющей стали, титана и алюминия, обработка неметаллических материалов.
«Союз-7» выведен на орбиту 12 октября 1969 г. с экипажем: командир корабля А. В. Филипченко, бортинженер В. Н. Волков, инженер-исследователь В. В. Горбатко (позывной космонавтов «Буран»). Экипаж корабля выполнял маневрирование на орбите совместно с «Союзом-6», проводил навигационные наблюдения в групповом полете, различные научные эксперименты и наблюдения. 13 октября 1969 г. на близкую орбиту был выведен «Союз-8» с экипажем: командир корабля В. А. Шаталов, бортинженер А. С. Елисеев (позывной космонавтов «Гранит»).
В ходе группового полета трех кораблей с семью космонавтами проводились комплексные одновременные научные исследования в околоземном космическом пространстве по широкой программе, взаимное маневрирование, отработка системы управления групповым полетом в составе трех кораблей. В результате маневрирования «Союз-6» и «Союз-8» поочередно сближались с «Союзом-7» до расстояния нескольких сот метров. Параметры орбит трех кораблей были близкими, в среднем высота перигея составляла 200 км, апогея — 225 км, наклонение 51,7°, период обращения 88,6 минут. При этом отрабатывалось также взаимодействие группы кораблей с наземными командно-измерительными пунктами, расположенными в различных районах СССР и на научно-исследовательских судах Академии наук СССР в ряде пунктов Мирового океана.
После завершения программы работ космические корабли приземлились в заданном районе около Караганды: «Союз-6» — 16 октября, «Союз-7»— 17 октября, «Союз-8»— 18 октября 1969 г. Общая продолжительность эксперимента в космосе составила 7 суток при длительности полета каждого корабля 5 суток.
Космический корабль-спутник «Союз-9» с экипажем: командир корабля А. Г. Николаев, бортинженер В, И. Севастьянов (позывной космонавтов «Сокол») совершил 1 — 19 июня 1970 г. полет длительностью 425 часов. В полете дважды корректировалась траектория и выполнялась обширная программа научно-технических и медико-биологических исследований.
А. Г. Николаев, совершивший полеты на кораблях «Восток-3» и «Союз-9», находился в космосе 519 часов.
Опыт почти 18-суточного непрерывного пребывания двух космонавтов в условиях невесомости способствовал решению сложной проблемы длительного пребывания человека на орбитальных станциях и при межпланетных полетах.
В развитии космонавтики фундаментальное значение имеют обитаемые долговременные орбитальные станции, обращающиеся вокруг нашей планеты. Создание долговременных орбитальных станций, их непрерывное развитие, сопровождающееся увеличением их массы, объема, численности экипажа, длительности функционирования, расширением круга выполняемых задач, является обязательным условием освоения человеком космического пространства. В своей речи на торжественной встрече 21 октября 1969 г. экипажей кораблей «Союз-6», «Союз-7», «Союз-8», совершивших совместный полет, Генеральный секретарь ЦК КПСС Л. И. Брежнев заявил: «Советская наука рассматривает создание орбитальных станций со сменяемыми экипажами как магистральный путь человека в космос.». Именно путь развития долговременных пилотируемых орбитальных станций ведет к фундаментальному освоению космоса, созданию космической промышленности (индустриализация космоса) с использованием солнечной энергии, невесомости и глубокого вакуума. Рождение космической промышленности начнется с осуществления на орбитальных станциях тонких технологических процессов, нереализуемых на Земле, позволяющих рентабельно получать уникальные материалы, способствующие дальнейшему развитию промышленности.
Первая долговременная орбитальная научная станция «Салют» массой 18,9 т находилась на орбите спутника Земли с 19 апреля по 11 октября 1971 г.
Станция «Салют» состоит из рабочего отсека, образованного двумя цилиндрами диаметрами 4,15 и 2,9 м, соединенных коническим переходником, и третьего цилиндрического — переходного отсека диаметром 2 м, к которому пристыковывается транспортный корабль «Союз». С противоположной стороны к рабочему отсеку примыкает негерметичный агрегатный отсек. Переходный и рабочий отсеки герметичны и разделены люком.
В переходном отсеке, также являющемся рабочим помещением станции, установлены элементы систем жизнеобеспечения и терморегулирования, аппаратура астрофизической обсерватории «Орион» и пульты управления. Снаружи расположены две панели солнечной батареи, антенны систем поиска и наведения и другое оборудование.
Внутри рабочего отсека размещается оборудование системы обеспечения жизнедеятельности, радиотехническая и телевизионная аппаратура, система управления бортовым комплексом, энергопитания, ориентации и управления движением, телеметрии, пульты и рабочие места экипажа, научная аппаратура, запасы пищи и воды, «бегущая дорожка» для тренировки космонавтов. Снаружи установлены панели радиаторов системы терморегулирования, антенны систем связи и радиотелеметрии и иное оборудование. В жилых помещениях станции поддерживается нормальный состав атмосферы, ее давление, температура и влажность. На станции имеется 21 иллюминатор.
В агрегатном отсеке установлены корректирующая двигательная установка и баки с топливом, а снаружи— двигатели системы ориентации и стабилизации с топливными баками и шаробаллоны со сжатым газом. На корпусе агрегатного отсека размещены также панели солнечной батареи, антенны и многое другое.
Энергоснабжение бортовой аппаратуры осуществляется от единой системы энергопитания, состоящей из солнечных батарей общей площадью 42 м2 и химических источников тока. Длина космического комплекса «Салют» — «Союз» — 21,4 м, объем герметичных отсеков около 100 м3. Высота орбиты станции в апогее в основном находилась в пределах 250 — 280 км, наклонение орбиты 51,6°, период обращения 88—90 минут.
Продолжавшийся почти шесть месяцев полет орбитальной станции состоял из нескольких этапов. На первом этапе был проведен совместный полет станции с космическим кораблем «Союз-10», стартовавшим 23 апреля, который пилотировал экипаж, состоявший из космонавтов В. А. Шаталова, А. С. Елисеева и Н. Н. Рукавишникова (позывной космонавтов «Гранит»). При этом проводилась проверка функционирования усовершенствованных систем, обеспечивающих поиск, сближение, причаливание, стыковку и расстыковку корабля и станции. После совместного полета в состыкованном состоянии, длившемся 5 часов 30 минут, корабль отделился от станции и 25 апреля 1971 г. приземлился. Всего корабль «Союз-10» совершил более 30 оборотов вокруг Земли. Последующая работа орбитальной станции проходила в автоматическом режиме. Второй этап космического эксперимента начался 6 июня 1971 г. запуском транспортного корабля «Союз-11» с экипажем: командир корабля Г. Т. Добровольский, бортинженер В. Н. Волков и инженер-испытатель В. И. Пацаев (позывной космонавтов «Янтарь»). После стыковки с кораблем станция «Салют» стала первой долговременной пилотируемой орбитальной научной станцией. Ее масса превышала 25 тонн.
В течение 23-суточного полета пилотируемой станции экипаж выполнил комплексные научно-технические и медико-биологические исследования, явившиеся крупным вкладом в развитие длительных орбитальных пилотируемых полетов и принесшие важные научные результаты. Полная продолжительность полета экипажа в корабле и на станции составила 570 часов.
После выполнения программы космонавты перешли в корабль «Союз-11» и отстыковались от станции «Салют», вновь переведенной на работу в автоматическом режиме. Во время снижения, после окончания работы двигательной тормозной установки, при отделении спускаемого аппарата, за 30 минут до посадки произошла его быстрая разгерметизация, что привело к гибели космонавтов. Следуя заложенной программе, спускаемый аппарат осуществил мягкую посадку в заданном районе.
Человечество никогда не забудет их подвиг. Их именами названы кратеры на обратной стороне Луны.
С целью организованного спуска станции «Салют» с орбиты 11 октября были проведены заключительные операции, она была ориентирована и после включения тормозной двигательной установки вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом Тихого океана и прекратила существование.
Станция «Салют» пробыла в суровых условиях космического пространства почти полгода и все это время системы, которые обеспечивали ее функционирование как в пилотируемом, так и в автоматическом режиме, работали бесперебойно.
Следующая орбитальная станция «Салют-2» была выведена на орбиту высотой до 260 км 3 апреля 1973 г. Во время ее 25-суточного полета отрабатывалась конструкция станции и бортовая аппаратура.
Учитывая опыт «Союза-11», последующие корабли были доработаны с целью повышения надежности и модифицированы в двухместные, чтобы обеспечить возможность полета космонавтов в скафандрах при динамических операциях: при стыковке и расстыковке с другими объектами, разделении отсеков корабля, при выведении на орбиту и посадке. У кораблей, которые должны были выполнять лишь транспортные функции, отсутствовали панели с солнечными батареями.
Следующие два корабля серии «Союз» совершали автономные полеты. «Союз-12» с экипажем — командир корабля В. Г. Лазарев, бортинженер О. Г. Макаров (позывной «Урал») — совершил двухсуточный полет (27—29 сентября 1973 г.) с целью комплексной проверки доработанного корабля и фотографирования земной поверхности в девяти различных зонах спектра. На корабле «Союз-13» с экипажем в составе командира П. И. Климука и бортинженера В. В. Лебедева (позывной «Кавказ») в течение восьмисуточного полета (18—26 декабря, 1973 г.) были проведены разнообразные научно-технические исследования и эксперименты. С помощью системы телескопов «Орион-2» получено около 10000 пригодных для обработки спектрограмм более 3000 звезд в различных созвездиях в ультрафиолетовом диапазоне. Еще в 1971 г. экипажем станции «Салют» проводились на борту астрофизические исследования с помощью звездного телескопа «Орион-1» и гамма-телескопа.
Во время полета «Союза-13» проводились спектрографирование и многозональная съемка участка земной поверхности (в девяти спектральных зонах) с целью изучения природных образований на территории Советского Союза в интересах народного хозяйства. По программе медико-биологических исследований с использованием аппаратуры «Левкой» изучались особенности кровообращения головного мозга в различных стадиях периода адаптации. С помощью системы «Оазис-2» исследовались возможности получения в условиях невесомости белковой биомассы. При выполнении научных экспериментов отрабатывались усовершенствованные приборы и методы ориентации, обеспечивающие высокую точность наведения телескопов. Многозональная съемка для выявления и изучения земных ресурсов, выполненная экипажами кораблей «Союз-12» и «Союз-13», подтвердила ее эффективность, в частности, при изучении растительности и почв, картографировании шельфов, обнаружении загрязнения водоемов и т. п. Например, по данным Института космических исследований АН СССР, по полученным с «Союза-12» снимкам северо-восточного побережья Каспийского моря уточнены рельеф и характер подводной растительности прибрежной и мелководной акватории, составлена карта засоленности почв в районе полуостровов Мангышлак и Бузачи, выявлены структуры, перспективные для поиска нефти и газа.
Долговременная орбитальная станция «Салют-3» была выведена 25 июня 1974 г. и просуществовала на орбите 7 месяцев. Транспортным кораблем «Союз-14», стартовавшим 3 июля того же года, на борт этой станции был доставлен экипаж в составе командира П. Р. Поповича и бортинженера Ю. П. Артюхина (позывной «Беркут»). Более 15 суток совершал экипаж полет в космосе, полностью выполнив запланированную программу исследований. Корабль «Союз-15» с экипажем — командир Г. В. Сарафанов, бортинженер Л. С. Демин (позывной «Дунай»), стартовавший 26 августа 1974 г. выполнил совместный полет со станцией, проводил маневрирование и сближение в различных режимах и, после двухсуточного полета, впервые произвел посадку в ночное время.
В ходе запланированного 90-суточного ориентированного полета станции «Салют-3» в пилотируемом и автоматическом режимах отрабатывались электромеханическая система стабилизации, солнечные батареи с поворотными панелями и другие системы. По завершении программы 23 сентября от станции был отделен возвращаемый аппарат с материалами исследований. После торможения двигательной установкой и ее отделения возвращаемый аппарат приземлился с парашютом. Полет станции в автоматическом режиме был продлен еще на три месяца. В течение всего времени полета станция была постоянно ориентирована на Землю. Параметры орбиты станции находились в основном в следующих пределах: высота в апогее 270—299 км, высота в перигее 235—268 км, наклонение 51,6°, период обращения около 89,8 минут. После завершения полета, 24 января 1975 г., станция по программе достигла акватории Тихого океана и прекратила существование.
Для осуществления первого международного проекта по сближению, стыковке и совместному полету космических кораблей двух стран — СССР и США, была разработана усовершенствованная модификация корабля «Союз». После отработки этой модификации на Земле и в беспилотных полетах («Космос-638» и «Космос-672») 2 декабря 1974 г. был проведен запуск пилотируемого образца «Союз-16» с командиром А. В. Филипченко и бортинженером Н. Н. Рукавишниковым (позывные «Буран»). Успешно выполнив в течение шестисуточного полета запланированную программу, экипаж произвел посадку корабля в заданном районе.
Еще до завершения полета станции «Салют-3» в автоматическом режиме очередная долговременная орбитальная станция «Салют-4» была выведена в космос 26 декабря 1974 г. «Салют-4» является усовершенствованным образцом станции. Ее масса после выведения на орбиту 18 900 кг, а с пристыкованным транспортным кораблем «Союз» — 25 600 кг. Длина станции 16 м, а вместе с кораблем — 23 м. Снаружи рабочего отсека диаметром 2,9 м установлены три поворотные панели солнечных батарей, в нем расположен центральный пост управления и ряд служб. Общая площадь панелей солнечных батарей 60 м2. Каждая из них автоматически автономно ориентируется на Солнце. Наибольший поперечный размер станции с раскрытыми панелями солнечных батарей —17 м, объем герметичных помещений — 100 м3. В конической части, соединяющей рабочие отсеки диаметрами 2,9 и 4,15 м, расположены средства физической тренировки космонавтов и другое оборудование. В отсеке научной аппаратуры — конической нише в корпусе рабочего отсека большого диаметра, открытой в космическое пространство, установлены научные приборы. На станции 14 иллюминаторов с несъемным оптическим оборудованием и 8 свободных или со съемным оптическим оборудованием. Корпус снабжен шлюзовыми камерами для выброса за борт контейнеров с отходами жизнедеятельности. На станции установлена система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги.
На борту станции находилось около полуторы тысячи приборов и агрегатов и 2 тонны научной аппаратуры.
Высота круговой рабочей орбиты станции около 350 км, наклонение орбиты 51,6°, период обращения 91,3 минут.
Первая экспедиция для работы на борту станции «Салют-4» была отправлена 11 января 1975 г. на корабле «Союз-17» в составе командира А. А. Губарева и бортинженера Г. М. Гречко (позывные «Зенит»). В течение полета, длившегося в соответствии с программой почти 30 суток, космонавтами был полностью выполнен широкий комплекс научных и технических исследований, проведены работы в интересах народного хозяйства.
Для продолжения работ со станцией 5 апреля 1975 г. на корабле «Союз» стартовал экипаж в составе командира В. Г. Лазарева и бортинженера О. Г. Макарова. При взлете, на начальном участке работы третьей ступени произошло отклонение параметров движения ракеты от расчетных значений. Автоматическое устройство выдало команду на прекращение полета по программе и отделение корабля. После отделения корабль совершил суборбитальный полет, длительностью 21 минута 27 секунд, поднявшись на высоту 192 км и пролетев расстояние 1574 км.
Работы на борту станции «Салют-4» были продолжены экипажем в составе командира П. И. Климука и бортинженера В. И. Севастьянова (позывные «Кавказ»), стартовавшим на корабле «Союз-18» 24 мая 1975 г. Длительность второй экспедиции составила 63 суток.
Во время работы двух экспедиций была выполнена обширная программа научных, технических, медикобиологических экспериментов и исследований.
С помощью установленного на станции солнечного телескопа получено несколько сот уникальных спектрограмм активных образований на поверхности Солнца Работа рентгеновских телескопов дала возможность измерить спектральные характеристики рентгеновских источников различной интенсивности. Несколько тысяч спектров зафиксированы с помощью инфракрасного телескопа станции. Выполнены исследования космических лучей и микрометеоров.
Экипажами проведен комплекс исследований физических характеристик земной атмосферы и околоземного космического пространства.
С борта станции «Салют-4» выполнена значительная программа фото- и спектральных съемок земной поверхности с целью получения информации для решения многочисленных задач науки и народного хозяйства. При этом длительное функционирование станции позволило провести изучение земной поверхности в различные времена года.
Получены новые данные о реакции человеческого организма на действие различных факторов длительного космического полета, испытаны средства профилактики неблагоприятного действия невесомости. Систематические ежедневные занятия физкультурой на специальном тренажере — бегущей дорожке, велоэргометре, тренировочно-нагрузочные костюмы, пневмо-вакуумные костюмы помогли космонавтам сохранить высокую работоспособность в течение орбитального полета и благополучно перенести период реадаптации после возвращения.
В течение всего полета станции — как в пилотируемом, так и автоматическом режимах — одновременно с научными исследованиями проводились испытания новых и усовершенствованных бортовых систем и приборов.
19 ноября 1975 года была осуществлена автоматическая стыковка беспилотного космического корабля «Союз-20», запущенного 17 ноября 1975 года, с орбитальной станцией «Салют-4. В совместном полете, длившемся 3 месяца, продолжалась дальнейшая отработка и испытания конструкции, агрегатов и бортовых систем обоих космических аппаратов. На борту корабля «Союз-20» проводились также комплексные биологические эксперименты с живыми организмами и различными растениями.
После отстыковки корабля «Союз-20» и мягкой посадки его в расчетном районе, полет станции продолжался в автоматическом режиме. В соответствии с программой станция совершала полет с ориентацией на Землю или звезды при поддержании постоянного оптимального положения солнечных батарей. Всего за время полета станции в пилотируемом и автоматическом режимах было проведено более 300 научно-технических экспериментов.
К двум часам московского времени 3 февраля 1977 г. станция совершила 12 188 оборотов вокруг Земли. В соответствии с программой полета после проведения заключительных операций станция «Салют-4» по командам с Земли была сориентирована в пространстве и в расчетное время включена ее двигательная установка. В результате торможения станция перешла на траекторию спуска, вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом акватории Тихого океана и прекратила существование.
Полет станции «Салют-4» длился 2 года 1 месяц 1 неделю. В течение всего этого времени нормально функционировали все бортовые системы станции, были обеспечены герметичность, нормальные состав атмосферы, ее давление, температура и влажность. Решение о прекращении полета было принято в связи с израсходованием бортового запаса топлива.
Более чем двухлетняя работа сложного космического комплекса — орбитальной научной станции «Салют-4» — значительное достижение советской космической техники. Важным этапом в развитии международного сотрудничества в области исследования и использования космического пространства в мирных целях является успешное осуществление в 1975 г. совместного экспериментального полета модифицированных советского корабля «Союз» и американского корабля «Аполлон».
Основной задачей программы «Союз» — «Аполлон» являлась разработка и проверка технических решений, обеспечивающих совместимость средств сближения и стыковки на орбите пилотируемых кораблей и станций разных стран. При этом были созданы андрогинные периферийные стыковочные агрегаты, совместимые радиосистемы, обеспечена возможность перехода космонавтов из корабля в корабль, несмотря на различные составы и давления атмосферы в кораблях. Основанием для развертывания работ по этой сложной и крупной программе послужило Соглашение между СССР и США о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, подписанное 24 мая 1972 года во время визита в Москву президента США.
15 июля 1975 г. с космодрома Байконур в назначенное время, с точностью до миллисекунд, стартовал «Союз-19» с командиром корабля
A. А. Леоновым и бортинженером B. Н. Кубасовым (позывные «Союз»), а через 7 часов 30 минут с космодрома Кеннеди стартовал «Аполлон» с экипажем в составе командира корабля Т. Стаффорда, В. Бранда и Д. Слейтона. После завершения ряда маневров корабли состыковались 17 июля, образовав первую международную орбитальную станцию массой 20 977 кг. На орбите произошло рукопожатие экипажей двух стран, символическое значение которого трудно переоценить.
В течение полета выполнено четыре перехода экипажей из корабля в корабль, по две стыковки и расстыковки, а также проведены совместные научные и технические эксперименты. Была продемонстрирована возможность эффективной совместной работы в космосе представителей разных стран.
Полет кораблей в состыкованном состоянии длился 46 часов 47 минут, в течение которых было пройдено 1 309 974 км. Максимальная высота совместного полета достигала 237 км. В полете производились совместные кино- и фотосъемки, репортажи, цветные телевизионные и радиопередачи с бортов обоих космических кораблей.
Впервые управление полетом системы «Союз» — «Аполлон» осуществлялось совместно двумя центрами — подмосковным в Калининграде и в Хьюстоне (штат Техас). Руководителем полета советского центра был А. С. Елисеев, а американского — П. Франк.
Во время этого исторического полета на орбите находилась долговременная станция «Салют-4» с космонавтами П. И. Климуком и В. И.Севастьяновым и экипажи «Союз-19» и «Салют-4» вели радиопереговоры. После завершения экипажем из пяти человек совместной работы, предусмотренной программой, «Союз-19» с космонавтами, совершивший шестисуточный полет, приземлился 21 июля в Казахстане, а «Аполлон» с космонавтами приводнился 25 июля 1975 г. в Тихом океане.
Миллионы людей планеты наблюдали по телевидению старт, полет и посадку космических кораблей. Это был первый международный пилотируемый космический полет двух кораблей разных стран. Техническим директором программы «Союз» — «Аполлон» с советской стороны был член-корреспондент АН СССР К. Д. Бушуев, а с американской — д-р Г. Ланни.
По плану сотрудничества между социалистическими странами в области исследования и использования космического пространства по созданию и отработке средств и методов изучения природных ресурсов Земли была создана модификация корабля «Союз»—«Союз-22», несущая многозональную фотоаппаратуру МКФ-б с высоким разрешением, разработанную специалистами ГДР и СССР и изготовленную на народном предприятии «Карл Цейс Йена» в ГДР. Корабль отправился в восьмисуточный автономный полет 15 сентября 1976 г. с экипажем — командир корабля В. Ф. Быковский и бортинженер В. В. Аксенов (позывные «Ястреб»). После выхода на орбиту и коррекции траектории полет протекал на высоте до 318 км при наклонении орбиты 65°. Космонавты успешно провели фотографирование в шести спектральных диапазонах выбранных участков территории СССР и ГДР, а также выполнили ряд научно-технических экспериментов по исследованию физических характеристик околоземного космического пространства и медико-биологических экспериментов по дальнейшему изучению влияния факторов космического полета на живые организмы.
Следующая орбитальная станция «Салют-5» была выведена на околоземную орбиту 22 июня 1976 г. С помощью транспортного корабля «Союз-21», стартовавшего 6 июля 1976 г., на борт станции доставлен экипаж в составе командира Б. В. Вольтова и бортинженера В. М. Жолобова (позывные «Байкал»). В течение 48-суточного полета на борту станции космонавты выполнили очень насыщенную программу исследований, потребовавшую у них много сил. Корабль с экипажем вернулся на Землю 24 августа 1976 г.
Для продолжения работ на станции следующий экипаж — командир В. Д. Зудов и бортинженер В. И. Рождественский (позывные «Родон») — стартовал 14 октября 1976 г. на корабле «Союз-23». Из-за нештатного режима работы системы управления сближением корабля стыковка со станцией была отменена. 16 октября 1976 г. «Союз-23» с экипажем вернулся на Землю. Впервые посадка пилотируемого спускаемого аппарата была произведена не на сушу, а на поверхность озера Тенгиз, что допускается конструкцией кораблей, прошедших, так же как и космонавты, тренировки по посадке в море. Поисково-спасательный комплекс, включающий самолеты, вертолеты и плавсредства, в сложных условиях ночного времени и сильного снегопада обеспечил эвакуацию космонавтов и спускаемого аппарата.
Кораблем «Союз-24», стартовавшим 7 февраля 1977 г., на борт станции «Салют-5» была доставлена вторая экспедиция в составе командира В. В. Горбатко и бортинженера Ю. Н. Глазкова (позывные «Терек»). Процесс сближения и стыковки космических аппаратов проводился в два этапа. На первом этапе сближение корабля со станцией до расстояния 80 м осуществлялось в автоматическом режиме управления. Дальнейшее сближение проводилось экипажем корабля вручную. 8 февраля после причаливания корабля к станции были произведены механическая стыковка аппаратов и соединение их электрических коммуникаций, а 9 февраля, после отдыха и проведения подготовительных работ, экипаж перешел на станцию. Программа работы на станции была выполнена полностью, и экипаж произвел посадку 25 февраля 1977 г.
Исследования на станции «Салют-5» проводились в период работы двух смен экипажей и во время полета в автоматическом режиме, протекавшего с постоянной ориентацией на Землю. Выполнена широкая программа научно-технических исследований и экспериментов. С помощью комплекса фотографической аппаратуры в интересах различных отраслей народного хозяйства осуществлялось фотографирование обширных районов территории Советского Союза и акватории Мирового океана. Получено несколько тысяч кадров цветных, спектрозональных и черно-белых фотографий. Проведены исследования физических характеристик земной атмосферы и околоземного космического пространства.
На борту станции выполнялись также комплексные медицинские и биологические эксперименты с живыми организмами и различными растениями.
Важной частью программы полета явились технические эксперименты по отработке новых перспективных систем, в том числе электромеханической системы стабилизации и системы по замене атмосферы станции.
После завершения пилотируемой части программы полета 26 февраля 1977 года со станции был доставлен на Землю возвращаемый аппарат с материалами исследований. Получено много нового и ценного научного материала.
На протяжении всего полета станции «Салют-5» бортовые системы и научная аппаратура функционировали нормально. Полет станции, длившийся более 1 года 1 месяца, завершился 8 августа 1977 г. после 6630 оборотов вокруг Земли. После тормозного импульса она вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом акватории Тихого океана и прекратила существование.
Станция «Салют-6» является представителем нового поколения долговременных орбитальных станций, способных решать более широкий круг задач освоения космоса. Базируясь на конструкции предшествующих станций, «Салют-6» в отличие от них снабжена двумя стыковочными узлами и может принимать сразу два транспортных корабля различного назначения (пилотируемый, грузовой, спасательный беспилотный или пилотируемый). В состав станции входят шлюзовая камера и скафандры новой конструкции полужесткого типа для выхода экипажа в открытый космос. Используется объединенная двигательная установка с единой системой питания, что улучшило ее характеристики и упростило организацию дозаправки станции топливом в космосе. Установлены новые двигатели и новая система управления. С учетом возрастающей длительности экспедиций на борту станции установлена душевая, автоматически управляемый ионизатор воздуха и многое другое. Станция «Салют-6» состоит из пяти отсеков: переходного, рабочего, промежуточного, агрегатного и отсека научной аппаратуры. На участке выведения на орбиту в плотных слоях атмосферы переходный отсек и часть рабочего отсека (диаметром 2,9 м) закрыты головным обтекателем, защищающим расположенные под ним в сложенном состоянии на внешних поверхностях станции солнечные батареи, радиатор системы терморегулирования, оптические датчики системы ориентации, спектрометры, экспериментальные элементы системы энергопитания и многое другое. Ниша отсека научной аппаратуры на участке выведения также закрыта крышкой. Нижняя часть конструкции рабочего и агрегатный отсек закрыты несбрасываемым пластиковым кожухом.
Рабочий отсек образуется двумя цилиндрическими оболочками (диаметром 2,9 и 4,15 м и длиной соответственно 3,5 и 2,7 м), соединенными конической оболочкой (длина вдоль оси 1,2 м), торцы отсека закрыты сферическими днищами. Снаружи рабочего отсека установлены три солнечные батареи общей площадью 60 м2, с автоматической ориентацией на Солнце, вырабатывающие 4 киловатта электроэнергии; радиаторы системы терморегулирования; антенны радиосистем сближения, связи, траекторных измерений, командного управления; оптические датчики и приборы — инфракрасный построитель местной «ертикали, положения Солнца, ионного потока и другое оборудование. В рабочем отсеке находится основное оборудование станции, размещаемое вдоль стен в так называемых приборных зонах. По левому и правому бортам в районе большого диаметра за панелями интерьеров находятся химические батареи и приборы системы энергопитания, приборы систем управления бортовым комплексом, радиоаппаратура связи, траекторных измерений, командная радиолиния, аппаратура ориентации и управления движением. Гироскопическая аппаратура установлена в передней части рабочего отсека у люка, соединяющего рабочий отсек с переходным. Здесь же, в зоне малого диаметра рабочего отсека, расположен центральный пост управления с двумя рабочими местами. Остальные посты управления предназначены для работы с исследовательской аппаратурой.
На иллюминаторе рабочего отсека установлен космический фотоаппарат МКФ-6М для проведения съемок в 6 спектральных зонах (два в инфракрасной, остальные в видимой части спектра) но программе исследования природных ресурсов Земли. Масса аппарата 170 кг, изготовлен он в ГДР.
Позади центрального поста управления расположена «столовая», а рядом с ней — «кухня». Спальные места экипажа находятся в задней части рабочего отсека на боковых панелях. Здесь, в зоне заднего днища у люка в промежуточную камеру размещается туалетная комната. Переходный отсек соединяется с рабочим отсеком через люк. На внешнем торце переходного отсека установлен стыковочный агрегат для пилотируемых транспортных кораблей.
Переходный отсек служит также шлюзом для выхода космонавтов в космос. Для этого на боковой поверхности отсека имеется выходной люк. Здесь же размещены пульты обеспечения выхода и скафандры. Промежуточный отсек соединяется с рабочим отсеком через люк со стороны противоположной переходному отсеку. Промежуточный отсек, так же как и переходной, состоит из цилиндрической и конической частей, но короче (его длина 1,3 м). На нем установлен стыковочный агрегат, пригодный как для пилотируемого космического корабля, так и для грузового.
Агрегатный отсек цилиндрической формы, его диаметр 4,1 м, длина 2,2 м. Он также крепится к рабочему отсеку со стороны заднего днища. Агрегатный отсек негерметичен, в нем размещена объединенная двигательная установка: шесть топливных баков, два корректирующих двигателя, 32 двигателя ориентации, блок компрессоров системы дозаправки топливом.
Отсек научной аппаратуры — коническая ниша в рабочем отсеке, в которой установлен бортовой субмиллиметровый телескоп БСТ-1М с автоматическим и ручным управлением и системой охлаждения приемника телескопа, обеспечивающей температуру до 4,2 К. Получение и поддержание температуры жидкого гелия осуществляется на борту криогенной системой замкнутого цикла за счет работы компрессора, двух газовых холодильных машин, промежуточных теплообменников и использования на решающей стадии эффекта охлаждения газа при его истечении через расширяющееся сопло. Эта уникальная криогенная система имеет массу около 130 кг и потребляет 1,5 кВт электроэнергии. Диаметр главного зеркала бортового телескопа БСТ-1М — 1,5 м, а масса телескопа около 650 кг. Он регистрирует излучение в субмиллиметровом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
Во избежание повторений при описании станции «Салют-6» здесь не перечисляются многие системы этой станции, ранее установленные на «Салюте-4».
29 сентября 1977 г. станция «Салют-6» с полной массой 19824 кг была выведена на околоземную орбиту; 9 октября к ней направился корабль «Союз-25» с экипажем: командир корабля В. В. Коваленок и бортинженер В. В. Рюмин (позывные космонавтов «Фотон»). Автоматическое сближение корабля со станцией прошло нормально, но из-за отклонений от предусмотренного режима причаливания стыковка была отменена и после двухсуточного полета экипаж вернулся на Землю. Дополнительные меры, принятые по повышению надежности стыковки корабля со станцией, себя оправдали, что было подтверждено в последующих полетах, позволивших полностью выполнить программу работ на станции «Салют-6».
Корабль «Союз-26», стартовавший 10 декабря 1977 г., доставил на следующий день на борт станции «Салют-6» первую экспедицию в составе командира Ю. В. Романенко и бортинженера Г. М. Гречко (позывные космонавтов «Таймыр»). В отличие от корабля «Союз-25», который сближался со станцией со стороны переходного отсека, стыковка корабля «Союз-26» производилась автоматически со стороны агрегатного отсека.
20 декабря экипаж осуществил выход в космическое пространство для осмотра и контроля состояния внешних элементов конструкции станции в районе переходного отсека и расположенного на нем стыковочного узла и проведения, в случае необходимости, ремонтных операций. Возможные повреждения элементов конструкции стыковочного узла могли произойти в результате отклонения от предусмотренного режима причаливания корабля «Союз-25». В течение 1 часа 53 минут был открыт внешний люк переходного отсека. Во время пребывания в открытом космическом пространстве экипаж провел работу на освещенном и теневом участках орбиты и подтвердил работоспособность стыковочного узла и других элементов станции. При выходе в космос бортинженер Г. М. Гречко с помощью переносной цветной телевизионной камеры передавал на Землю изображение элементов стыковочного узла и отдельных частей станции. 10 января 1978 г. стартовал корабль «Союз-27», доставивший на следующий день на борт станции «Салют-6» второй экипаж в составе: командир В. А. Джанибеков и бортинженер О, Г. Макаров (позывные космонавтов «Памир»). На борту пилотируемого орбитального научно-исследовательского комплекса, впервые образованного орбитальной станцией и двумя космическими кораблями: «Союз-26» — «Салют-6»— «Союз-27», совместные исследования начали проводить четыре космонавта. Масса этого комплекса составила 32 500 кг, а длина 29 м; масса одной станции 18 900 кг, ее длина 15 м. Элементы орбиты комплекса 12 января 1978 г. составляли: высота в апогее — 367 км, высота в перигее — 334 км, период обращения — 91,3 мин, наклонение орбиты — 51,6°. После выполнения предусмотренных программой совместных с первым экипажем пятидневных исследований, в том числе советско-французского биологического эксперимента «Цитос» по изучению влияния факторов космического полета на кинетику клеточного деления микроорганизмов, экипаж В. А. Джанибеков, О. Г. Макаров — обменялся кораблями с первым экипажем и вернулся на Землю, доставив материалы с результатами исследований и экспериментов, выполненных во время полета станции «Салют-6» в течение более трех месяцев.
Крупным шагом в развитии космонавтики является создание автоматического грузового транспортного корабля снабжения «Прогресс». Он служит для обеспечения длительного активного функционирования и более эффективного использования орбитальных станций путем регулярной доставки на их борт топлива для двигательных установок, материалов для обеспечения жизнедеятельности экипажа, оборудования', аппаратуры и таких расходуемых материалов, как фото-, кино-, магнитные пленки и т. п. При этом повышается и ремонтоспособность станции в условиях космического полета.
20 января 1978 г. произведен старт первого космического грузовоза «Прогресс-1», состыковавшегося 22 января со станцией со стороны агрегатного отсека. Взаимный поиск, сближение, причаливание и стыковка космических аппаратов осуществлялись автоматически с помощью бортовых радиотехнических средств, счетно-решающих устройств и исполнительных органов — двигателей. Радиотехническая аппаратура сближения передает данные о параметрах относительного движения грузового корабля и на станцию. Это позволяет экипажу станции активно контролировать подход грузовоза.
Так был образован новый орбитальный комплекс «Союз-27»—«Салют-6» — «Прогресс-1».
При создании грузового корабля «Прогресс», там где это было целесообразно, использовались элементы конструкции и системы пилотируемого корабля «Союз», что обеспечило надежность и экономичность грузовоза. Его стартовая масса 7020 кг при грузоподъемности 2300 кг (до тонны компонентов топлива и сжатого газа, до 1300 кг сухих грузов и воды в контейнерах). Корабль «Прогресс» состоит из трех отсеков: грузового со стыковочным агрегатом и люком-лазом, герметичного, объемом 6,6 м3; компонентов дозаправки топливом, приборно-агрегатного со сближающе-корректирующей двигательной установкой и системой управляющих реактивных двигателей. Стыковочный агрегат снабжен двумя автоматическими герметичными гидроразъемами, с которыми соединяются ответные гидроразъемы стыковочного узла станции для перекачки компонентов топлива.
Выводится грузовоз «Прогресс» на орбиту той же ракетой-носителем, что и корабль «Союз». По экономическим соображениям, учитывая, что на данном этапе развития космонавтики грузопоток Земля — Космос существенно превышает грузопоток Космос — Земля, грузовоз серии «Прогресс» сделан невозвращаемым.
Доставленные грузы были перенесены космонавтами на станцию и закреплены, а в освободившийся грузовой отсек перенесено отработавшее оборудование системы обеспечения жизнедеятельности и зафиксировано в определенных местах, чтобы обеспечить заданное положение центра тяжести грузового корабля.
После проведения контрольных проверок герметичности заправочных магистралей, емкостей транспортного корабля «Прогресс-1» и станции «Салют-6», откачки сжатого газа из топливных баков станции с помощью компрессоров было произведено наполнение емкостей станции компонентами топлива, а затем продувка и вакуумирование топливных магистралей. Все агрегаты и приборы системы космической дозаправки работали безотказно.
За время пилотируемого полета часть воздуха станции была израсходована при выходе экипажа в открытое космическое пространство, а также при выполнении операций по шлюзованию отходов. В связи с этим был проведен дополнительный наддув станции воздухом из баллонов грузового корабля.
В течение первых двух месяцев полета экипаж Ю. В. Романенко — Г. М. Гречко провел пять циклов испытаний по программе эксперимента «Резонанс» при различном построении орбитального комплекса, включающего станцию «Салют-6», пилотируемые космические корабли «Союз-26», «Союз-27» и грузовой транспортный корабль «Прогресс-1». Целью этого эксперимента являлось изучение динамических характеристик сложных многозвенных орбитальных систем и определение величин нагрузок, действующих на их конструкцию.
Для проведения двухимпульсного маневра космонавты дважды осуществляли ориентацию орбитального комплекса, после чего включалась двигательная установка корабля «Прогресс-1». Таким образом корабль «Прогресс-1» использовался также в качестве буксира для коррекции орбиты комплекса.
После полного завершения программы совместного полета, длившегося 15 суток, грузовой транспортный корабль «Прогресс-1» был отделен от орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз-27» и переведен в режим автономного полета, в ходе которого были продолжены испытания и отработка бортовых систем и оборудования. По окончании этих работ грузовой корабль «Прогресс-1» был переведен на траекторию спуска и 8 февраля 1978 г. прекратил существование.
Программой «Интеркосмос» были предусмотрены в 1978 г. запуски к станции «Салют-6» космических кораблей типа «Союз», в состав экипажей которых входили представители ЧССР, ПНР и ГДР, а в последующие годы — полеты граждан других социалистических стран — участниц программы «Интеркосмос».
2 марта 1978 г. осуществлен запуск космического корабля «Союз-28» с первым международным экипажем: командир корабля летчик-космонавт СССР А. А. Губарев и космонавт-исследователь гражданин ЧССР Владимир Ремек (позывные космонавтов «Зенит»). Через сутки была произведена стыковка корабля «Союз-28» с орбитальным комплексом «Салют-6» — «Союз-27» со стороны агрегатного отсека станции, и на борту вновь образованного комплекса начал свою совместную работу международный экипаж из четырех космонавтов — Романенко, Гречко, Губарев и Ремек.
Была выполнена программа работ международного экипажа, предусматривавшая проведение совместных научно-технических экспериментов на борту научно-исследовательского комплекса «Салют-6» — «Союз-27» - «Союз-28» в течение семи дней. Ряд экспериментов был подготовлен совместно советскими и чехословацкими учеными (технологический эксперимент «Морава-», биологический эксперимент «Хлорелла»). Совместный советско-чехословацкий эксперимент по изучению кислородного режима в тканях человека в условиях невесомости выполнялся с помощью разработанного специалистами ЧССР прибора «Оксиметр».
После завершения программы работ, 10 марта 1978 г. международный экипаж в составе А. Губарева и В. Ремека возвратился на Землю в спускаемом аппарате корабля «Союз-28». На Землю доставлены материалы с результатами совместных исследований и экспериментов, а также материалы, содержащие научную информацию, полученную в ходе предшествующего полета станции «Салют-6».
Успешно завершенный международный космический эксперимент открыл качественно новый этап социалистической интеграции в области научных исследований космического пространства.
Проведение международных космических полетов является одним из конкретных воплощений курса XXV съезда КПСС на всемерное расширение и углубление экономического и научно-технического сотрудничества с братскими социалистическими странами.
16 марта 1978 г. после выполнения запланированной программы научно-технических и медико-биологических исследований и экспериментов на борту орбитальной научной станции «Салют-6» успешно завершился 96-суточный полет в космическом, пространстве Ю. В. Романенко и Г. М. Гречко. Пролетев в космосе более 64 млн. километррв, экипаж вернулся на Землю в спускаемом аппарате корабля «Союз-27».
Перед возвращением на Землю космонавты провели консервацию бортовых систем станции «Салют-6», продолжавшей затем полет в автоматическом режиме.
Трудно переоценить вклад в развитие космонавтики, сделанный на первом этапе использования орбитальной станции «Салют-6», в течение которого со станцией было осуществлено четыре стыковки транспортных космических кораблей — трех пилотируемых и одного грузового. Создание орбитальной станции с двумя стыковочными узлами и грузового космического корабля, решение задачи автоматической заправки станции топливом на орбите и снабжения ее по мере надобности расходуемыми материалами, оборудованием, доставка на станцию сменных экипажей транспортными кораблями и создание на станции экипажей повышенной численности,— все это позволяет радикально решить вопрос о рациональном, экономичном, более безопасном и действительно долговременном использовании дорогостоящей орбитальной станции. Эта схема комплекса орбитальной станции будет в дальнейшем совершенствоваться, но основа ее останется и будет плодотворно использоваться.
Так закладывалась основа пути к индустриализации космоса, а в дальнейшем к его заселению.
Второй этап использования орбитальной станции «Салют-6» состоял из длительной экспедиции, двух международных экспедиций и включал доставку грузов тремя кораблями серии «Прогресс».
Начало второго этапа использования орбитальной станции «Салют-6» положено выведением 15 июня 1978 г. на орбиту корабля «Союз-29», пилотируемого командиром В. В. Коваленком и бортинженером
A. С. Иванченковым (позывные «Фотон»), состыковавшегося со станцией 17 июня 1978 г. для проведения длительной экспедиции по расширенной программе научно-технических и медико-биологических исследований.
27 июня 1978 г. осуществлен запуск космического корабля «Союз-30» с международным экипажем (позывные космонавтов «Кавказ»): командир корабля П. И. Климук, космонавт-исследователь М. Гермашевский (ПНР). После стыковки корабля 28 июня 1978 г. со станцией со стороны агрегатного отсека был образован пилотируемый научно-исследовательский комплекс «Союз-29». «Салют-6» — «Союз-30». В течение семи дней экипажем из четырех космонавтов выполнялась программа исследований и экспериментов, часть которых была разработана совместно советскими и польскими учеными. После успешного завершения этой программы 5 июля 1978 г. международный экипаж корабля «Союз-30» возвратился на Землю.
Для обеспечения выполнения дальнейшей программы 7 июля 1978 г. был дан старт автоматического грузового транспортного корабля «Прогресс-2», доставившего 9 июля 1978 г. необходимый полезный груз на станцию.
В соответствии с программой полета 29 июля 1978 г. космонавты B. В. Коваленок и А С. Иванченков осуществили выход в космическое пространство для демонтажа и частичной замены научной аппаратуры, установленной на внешней поверхности станции. С помощью этой аппаратуры в течение 10 месяцев с момента выведения станции в космическое пространство проводились эксперименты по изучению микрометеорной обстановки и исследованию влияния космической среды на свойства различных материалов. Экипаж перенес в помещение станции один из приборов системы регистрации микрометеоров, кассеты с полимерными, биополимерными, оптическими и терморегулирующими покрытиями. На наружной поверхности станции космонавты установили аппаратуру для регистрации космического излучения. С помощью переносной цветной телевизионной камеры командир экипажа передавал на Землю изображение элементов станции и действия бортинженера вне станции.
В процессе выхода были продолжены дальнейшие испытания скафандров полужесткого типа и их систем, отработка действий космонавтов в открытом космосе, а также были проверены элементы конструкции, предназначенные для удобства передвижения и фиксации на наружной поверхности станции. Во время полета станции на теневом участке орбиты использовались переносные светильники.
Общее время пребывания космонавтов в условиях открытого космоса составило 2 часа 5 минут.
После 25-дневного полета орбитального комплекса с грузовым кораблем и выполнения запланированных разгрузочно-погрузочных работ, заправки станции топливом и наддува ее воздухом 2 августа 1978 г. была произведена отстыковка корабля «Прогресс-2». По завершении программы испытаний отдельных бортовых систем и агрегатов в автономном полете 4 августа 1978 г. корабль «Прогресс-2» по команде с Земли вошел в плотные слои атмосферы и прекратил существование. Для обеспечения длительного функционирования орбитального комплекса и расширения программы проводимых на нем исследований 8 августа 1978 г. на орбиту был выведен грузовой корабль «Прогресс-3», состыковавшийся со станцией 10 августа 1978 г. За 12 дней совместного полета космический грузовоз выполнил свои функции, в том числе буксира для коррекции траектории движения орбитального комплекса, и после автономного полета прекратил существование 24 августа 1978 г.
Следующий международный экипаж в составе командира экипажа В. Ф. Быковского и космонавта-исследователя Зигмунда Йена (ГДР) стартовал 26 августа 1978 г. на корабле «Союз-31», который на следующий день состыковался со станцией со стороны агрегатного отсека. На вновь образованном космическом комплексе «Союз-29» — «Салют-6» — «Союз-31» международный экипаж из четырех космонавтов в течение семи дней выполнил программу совместных научных исследований и экспериментов, подготовленных учеными и специалистами СССР и ГДР.
3 сентября 1978 г. международный экипаж в составе В. Ф. Быковского и 3. Йена возвратился на Землю на спускаемом аппарате корабля «Союз-29», обменявшись кораблями с основным экипажем.
Поскольку стыковочный узел станции со стороны агрегатного отсека, предназначенный для стыковки с грузовыми кораблями, был занят кораблем «Союз-31», 7 сентября 1978 г. с целью обеспечения стыковки станции со следующим грузовозом была произведена перестыковка корабля «Союз-31» к стыковочному узлу на переходном отсеке станции.
Это позволило грузовому кораблю «Прогресс-4», стартовавшему 4 октября 1978 г., как обычно после нескольких коррекций траектории автоматически состыковаться со станцией «Салют-6» 6 октября 1978 г. Грузовой корабль вновь доставил на пилотируемый комплекс топливо, оборудование, аппаратуру, материалы для обеспечения жизнедеятельности экипажа и проведения научных исследований и экспериментов, а также почту.
Как и при других полетах, на всех этапах сближения и стыковки космических аппаратов связь с экипажем орбитального комплекса и прием телеметрической информации с корабля «Прогресс-4» и станции «Салют-6» надежно обеспечивались средствами наземного командно-измерительного комплекса, включающего измерительные пункты, расположенные на территории Советского Союза, и научно-исследовательские суда Академии наук СССР «Боровичи», «Космонавт Павел Беляев», «Космонавт Владимир Комаров», «Чумикан», находившиеся при этом пуске в акватории Мирового океана. Отстыковавшись от станции 24 октября, «Прогресс-4» окончил свой полет 26 октября 1978 г. Этот корабль доставил на борт орбитальной станции необходимый груз с учетом предстоящего третьего этапа ее эксплуатации в космосе, а также выполнил функции буксира, увеличив высоту траектории станции. Второй этап работы на станции завершился успешным выполнением ее основным экипажем В. В. Коваленком и А. С. Иванченковым запланированного 140-суточного космического полета. 2 ноября 1978 г. после этого полета, за время которого был пройден путь в 93 млн. км, экипаж совершил посадку на Землю в спускаемом аппарате пилотируемого корабля «Союз-31».
Третий этап работ на этой станции был начат 26 февраля 1979 г. экипажем в составе В. А. Ляхова и В. В. Рюмина (позывные «Протон»), стартовавшим на корабле «Союз-32» днем раньше.
Первой задачей экипажа являлось дополнительное обследование бортовых систем, приборов, научной аппаратуры и выполнение необходимых профилактических и ремонтно-восстановительных работ. Стартовавший 12 марта грузовоз «Прогресс-5» доставил 14 марта на станцию помимо обычных грузов необходимое для этого оборудование. В конце второго этапа работы на станции было обнаружено повреждение разделительной мембраны одного из трех баков горючего объединенной двигательной установки. Во избежание выхода из строя клапанов азотного наддува топливной системы и нарушения нормального функционирования двигательной установки станции было решено отключить поврежденный бак, предварительно перелив в исправный бак находящееся в нем горючее.
В процессе разработки плана ремонтно-профилактических работ было проведено моделирование возникшей ситуации, поставлены необходимые эксперименты на наземных испытательных стендах, позволившие определить последовательность действий Центра управления и экипажа при выполнении этих работ. Первоначально экипажем была осуществлена закрутка комплекса «Салют-6» «Союз-32» — «Прогресс-5» вокруг поперечной оси для обеспечения разделения горючего и азота в неисправном баке за счет центробежных сил. Затем большая часть горючего была перелита в другой бак, а остаток с включением газа — в свободную емкость корабля «Прогресс-5». После этого был открыт клапан в космическое пространство для окончательного опорожнения неисправного бака и его трубопроводов вакуумированием.
Во время выполнения работ в космосе такие же операции проводились на Земле на физическом аналоге двигательной установки и математической модели станции «Салют-6».
Успешное выполнение профилактических и ремонтно-восстановительных работ позволило продлить первоначально установленный ресурс станции и обогатило опытом эксплуатации сложных систем в космосе.
Грузовым кораблем «Прогресс-5» на станцию был доставлен также специально разработанный телевизионный приемник, и впервые в истории космонавтики осуществлена передача телевизионного изображения с Земли на орбитальную станцию. Введение в эксплуатацию системы связи, обеспечивающей прием телевизионного изображения на борту космической станции, значительно расширило возможности передачи экипажу различной информации в виде текстов, таблиц, чертежей, фотографий, а также телевизионных сюжетов. Осуществление двухсторонней телевизионной связи по линии «Земля — космос» обогатило формы общения членов экипажа с Землей и способствовало укреплению морального состояния космонавтов, что особенно важно при осуществлении длительных экспедиций. За время 21-суточного полета корабля «Прогресс-5» в составе орбитального комплекса был выполнен большой объем запрограммированных работ, включая дозаправку станции окислителем и использование этого «грузовика» в качестве буксира для осуществления двух коррекций траектории движения орбитального комплекса. После отделения от станции, 5 апреля 1979 г. «Прогресс-5» прекратил существование.
Четвертый международный экипаж в составе командира корабля «Союз-33» Н. Н. Рукавишникова и космонавта-исследователя гражданина Народной Республики Болгарии Георгия Иванова (позывные «Сатурн») вышел на орбиту 10 апреля 1979 г. На следующие сутки было начато сближение корабля «Союз-33» с орбитальным комплексом «Салют-6» — «Союз-32». Однако в связи с возникшими отклонениями от штатного режима в работе сближающе-корректирующей двигательной установки корабля «Союз-33», стыковка корабля со станцией была отменена. 12 апреля экипаж вернулся на Землю, использовав резервную тормозную двигательную установку. Мягкая посадка корабля была произведена в ночное время в заданном районе Казахстана.
Для обеспечения дальнейшей работы комплекса «Салют-6» — «Союз-32» 13 мая 1979 г. стартовал очередной грузовоз «Прогресс-6». Через двое суток он состыковался со станцией «Салют-6». Выполнив свои функции за время полета в составе орбитального комплекса в течение 24 суток (в том числе три коррекции траектории полета комплекса), грузовоз отстыковался 8 июня и прекратил свое существование на следующий день.
6 июня 1979 г. на орбиту был выведен беспилотный космический корабль «Союз-34» для проверки работы сближающе-корректирующей двигательной установки, доработанной в связи с замечаниями, возникшими во время полета корабля «Союз-33». На всех этапах маневрирования сближающе-корректирующая двигательная установка, бортовые системы «Союза-34» функционировали нормально, и 8 июня корабль состыковался со станцией, доставив материалы для проведения экипажем дальнейших научных исследований, дополнительное оборудование, почту и продукты питания.
Корабль «Союз-32» был отстыкован от станции 13 июня. После проверки работоспособности его бортовых систем в автономном режиме была включена тормозная двигательная установка, и корабль мягко приземлился, доставив материалы проведенных исследований, в частности кассеты с кинофотопленкой, капсулы с веществами, полученными при выполнении экспериментов по космическому материаловедению, вкладыши с биологическими объектами. Возвращены были отдельные элементы и блоки научной аппаратуры и оборудования, выработавшие ресурс за время длительного функционирования станции, для детального анализа в научных и проектно-конструкторских организациях.
Выведенный на околоземную орбиту 25 февраля 1979 г. корабль «Союз-32» функционировал в условиях космического полета в течение 108 суток. Дважды с помощью его двигательной установки корректировалась траектория движения пилотируемого комплекса.
Программа работы на орбитальном комплексе предусматривает его перестроение для освобождения стыковочного узла со стороны агрегатного отсека станции для пристыковки грузовых кораблей снабжения топливом и другими грузами, а также выполнения запланированных экспериментов и исследований. Такая перестыковка осуществлялась и на втором этапе работ со станцией «Салют-6».
14 июня была осуществлена перестыковка корабля «Союз-34». После отделения от станции «Союз-34» с космонавтами на борту отошел от нее на расстояние 100 м. Орбитальная станция совершила разворот, после чего были осуществлены причаливание и стыковка корабля к стыковочному узлу на переходном отсеке станции.
Экипаж корабля принимал активное участие в осуществлении перестыковки. Команды на отделение корабля от станции и включение системы взаимного поиска и сближения были выданы космонавтами В. А. Ляховым и В. В. Рюминым. Они четко выполнили вручную операции по ориентации корабля и управляли его движением до включения автоматической системы причаливания. Затем экипаж непрерывно контролировал процессы причаливания и стыковки.
Стартовавший 28 июня 1979 г. грузовоз «Прогресс-7» доставил 30 июня на борт станции «Салют-6» помимо топлива, расходуемых материалов, почты, еще и оборудование для проведения научных экспериментов, в том числе космический радиотелескоп КРТ-10 в сложенном состоянии. «Прогресс-7» отбуксировал орбитальный комплекс на более высокую орбиту, после чего 18 июля отделился для проведения дополнительных исследований. Максимальная высота, которой достиг орбитальный комплекс, составила 424,3 км.
После отхода корабля «Прогресс-7» от пилотируемого комплекса из станции было произведено выдвижение элементов конструкции радиотелескопа в открытое космическое пространство и раскрытие его антенны. С помощью телевизионной камеры, установленной на корабле «Прогресс-7», из Центра управления полетом наблюдался и контролировался процесс выдвижения и раскрытия антенны.
Космический радиотелескоп КРТ-10 состоит из зеркальной параболической антенны диаметром 10 м, многоканальной высокочувствительной приемной аппаратуры, системы точной временной привязки и регистрации данных. С помощью радиотелескопа экипажем проведены ценные астрофизические и геофизические исследования, а также отработаны методы исследования и конструкция космического радиотелескопа и его систем. Для проведения радиоастрономических исследований одновременно с КРТ-10 использовался наземный радиотелескоп Центра дальней космической связи в Крыму с зеркальной антенной диаметром 70 м. Так впервые был создан радиоинтерферометр с базой Земля — Космос. С его помощью проводились наблюдения пульсара 0329.
После завершения работ с КРТ-10 при его отделении от станции произошло зацепление антенны телескопа за выступающие элементы агрегатного отсека (крест стыковочной мишени). Освобождение станции от антенны было осуществлено экипажем, осуществившим для этого 15 августа 1979 г. выход в открытый космос. При этом был произведен также осмотр внешней поверхности станции и демонтаж установленной на ней научной аппаратуры. Выйдя из люка переходного отсека на внешнюю поверхность станции, бортинженер В. В. Рюмин по поручням переместился вдоль всей станции к торцевой поверхности агрегатного отсека у места зацепления антенны и с помощью специального инструмента освободил ее. После этого бортинженер сообщил антенне ускорение относительно станции для отхода ее в свободное космическое пространство. В это время командир экипажа В. А. Ляхов, выйдя из переходного отсека, помогал В. В. Рюмину в выполнении запланированных операций.
В процессе выхода космонавты демонтировали с внешней стороны поверхности и перенесли в станцию приборы системы регистрации микрометеоров и панели с образцами различных конструкционных, оптических, теплозащитных и полимерных материалов. Часть этого оборудования находилась в открытом космосе со времени выведения станции на орбиту, т. е. почти два года, а другая была установлена космонавтами В. В. Коваленком и А. С. Иванченковым во время их выхода из станции в июле 1978 г. Общее время пребывания В. А. Ляхова и В. В. Рюмина в условиях открытого космического пространства составило 1 час 23 минуты.
То, что экипаж четко выполнил сложную работу в открытом космосе на 172-е сутки полета на борту станции и сохранил хорошее самочувствие, является объективным показателем высокой работоспособности космонавтов после столь длительного полета.
Успешно осуществленный экипажем выход в открытый космос еще раз подтвердил высокую надежность скафандров и систем, обеспечивающих работу космонавтов вне станции, и обогатил опытом для выполнения научно-технических экспериментов, монтажных и ремонтно-профилактических работ в открытом космическом пространстве.
Третий этап работы на станции «Салют-6» завершился успешным выполнением ее экипажем В. А. Ляховым и В. В. Рюминым 175-суточного полета. 19 августа 1979 г. после почти полугодового полета, пройдя путь 116,4 млн. км, экипаж вернулся на Землю в спускаемом аппарате корабля «Союз-34».
Космонавты В. А. Ляхов и В. В. Рюмин, проявив мужество, героизм и изобретательность, отлично выполнили сложную и напряженную программу научно-технических и медико-биологических экспериментов и исследований, включающую астрофизические и геофизические наблюдения, эксперименты по космическому материаловедению, по изучению развития биологических объектов в условиях невесомости, испытанию новых приборов и систем космических аппаратов. В условиях космического вакуума и невесомости успешно проведены эксперименты на установке «Испаритель» по нанесению тонкопленочных серебряных покрытий на различные металлические пластинки методом испарения и последующей конденсации. Экипаж выполнил ряд технологических экспериментов с материалами, представленными французскими учеными. С помощью фотоаппаратуры, имеющейся на станции, и приборов «Спектр» и «Дуга», созданных болгарскими специалистами, выполнен большой объем работ по исследованию природных ресурсов Земли и изучению окружающей среды. Космонавты хорошо перенесли длительный орбитальный полет и быстро реадаптировались после возвращения на Землю, с более высокими показателями, чем при предшествующих длительных полетах. В итоге полета получены дополнительные важные сведения о влиянии факторов космического полета на организм человека, позволяющие целенаправленно совершенствовать используемый комплекс профилактических медицинских мероприятий и планомерно увеличивать длительность полета космонавтов с сохранением их высокой работоспособности и хорошего состояния здоровья.
Результаты исследований, полученные на станции «Салют-6» при трех рекордных по длительности полетах (96, 140 и 175 суток), явились неоценимым вкладом в развитие космонавтики. Подтвердилась эффективность использованных средств обеспечения работоспособности и здоровья членов экипажа при столь длительных полетах.
Объем и значимость научно-технических экспериментов, проведенных всеми девятью экипажами космонавтов, также трудно переоценить. За три этапа полета на станции «Салют-6» осуществлено семнадцать стыковок и столько же расстыковок кораблей с этой станцией — восьми пилотируемых и семи грузовых, а также две перестыковки пилотируемых кораблей. Были выполнены три длительные экспедиции (суммарно 13,5 месяцев) с тремя выходами космонавтов в открытый космос и четыре экспедиции посещения, во время которых полеты в космос вместе с советскими космонавтами совершили космонавты — исследователи ЧССР, ПНР и ГДР. Всего на этой станции работало 14 космонавтов. Кроме того, выполнен автономный полет на корабле советского космонавта и космонавта-исследователя НРБ.
Во время беспилотных полетов станции «Салют-6» в автоматическом режиме Центр управления полетом обеспечивал управление станцией и контролировал состояние ее бортовых систем. При этом по командам с Земли в соответствии с программой полета выполнялись технические эксперименты.
Но этим космическая одиссея орбитальной станции «Салют-6» не завершилась. Четвертый этап работы со станцией был начат 16 декабря 1979 г. стартом космического корабля «Союз Т» в беспилотном варианте, состыковавшегося со станцией 19 декабря. К этому времени станция «Салют-6» проработала на орбите 2 года 2 месяца и 20 дней, совершив 12788 оборотов вокруг Земли.
Усовершенствованный корабль «Союз Т» создан на базе пилотируемого корабля «Союз». На корабле «Союз Т» усилена конструкция корпуса, установлены новые более совершенные бортовые системы, например, системы управления движением, ориентации, радиосвязи и многие другие. Введены три контура управления движением: дискретный, аналоговый и ручной. Новая система управления движением, использующая бортовой цифровой вычислительный комплекс, осуществляет расчет параметров движения и автоматического управления кораблем в оптимальных режимах с наименьшим расходом топлива, выполняет самоконтроль с автоматическим переходом, в случае необходимости, на резервные программы и средства, выдает информацию экипажу на бортовой дисплей и в Центр управления полетом по телевизионному каналу. Эта система обладает повышенными характеристиками по точности, надежности и гибкости управления кораблем в орбитальном полете и при спуске.
Система управления бортовым комплексом так же, как и система управления движением, построена по трехканальной схеме с голосованием, с восстановлением канала и поканальной предполетной проверкой.
Увеличена грузоподъемность основной и запасной парашютных систем. Повышен тормозной импульс двигателей мягкой посадки, обеспечена одинаковая скорость посадки на основной и запасной парашютных системах. Автоматика системы приземления построена по троированной схеме с коррекцией высоты включения двигателей мягкой посадки в зависимости от скорости снижения. Введена новая двигательная установка с единой топливной системой, улучшена система жизнеобеспечения, установлена двухпанельная солнечная полупроводниковая батарея.
При создании этого корабля особое внимание было уделено повышению его надежности и удобства эксплуатации.
Назначение космического корабля серии «Союз Т» — проведене транспортных операций для обеспечения функционирования орбитальной станции «Салют». Корабль «Союз Т» может совершать полет в беспилотном и пилотируемом вариантах. На его борту находится комплект скафандров усовершенствованной конструкции. Они обеспечивают увеличенную подвижность, лучшую дактильность при работе космонавта на пульте, больший обзор из шлема, меньше весят. Снять и надеть скафандр можно без посторонней помощи, затратив на это меньше времени.
Несколько кораблей этой серии прошли отработку в автономном космическом полете. Программой полета корабля «Союз Т», стартовавшего 16 декабря 1979 г., предусматривалась комплексная экспериментальная отработка новых бортовых систем в различных режимах в течение 100-суточного полета и совместная работа с орбитальной станцией «Салют-6». Успешным выполнением этого полета была завершена летная отработка корабля «Союз Т» в беспилотном варианте. 26 марта 1980 г. корабль «Союз Т» расстыковался со станцией, и после заключительных его испытаний в различных режимах автономного полета отделившийся спускаемый аппарат корабля совершил управляемый спуск и мягкую посадку.
На следующий день стартовал космический грузовоз «Прогресс-8», состыковавшийся со станцией 29 марта со стороны агрегатного отсека. Доставленный им груз обеспечил дальнейшее функционирование станции.
Основной частью программы четвертого этапа работы со станцией «Салют-6» являлась четвертая длительная экспедиция, экипаж которой в составе командира Л. И. Попова и бортинженера В. В. Рюмина 9 апреля 1980 г. отправился в полет на корабле «Союз-35» (позывные «Днепры»). 10 апреля пилотируемый корабль состыковался с орбитальным комплексом «Салют-6» — «Прогресс-8».
Проверив бортовые системы и аппаратуру станции, экипаж выполнил необходимые профилактические и ремонтно-восстановительные работы, заменил некоторые приборы и устройства для обеспечения дальнейшего функционирования станции. Научная программа работы экипажа на борту станции предусматривала изучение природных ресурсов Земли, технологические, астрофизические и технические эксперименты, медико-биологические исследования. Экипаж разгрузил «Прогресс-8», дозаправил станцию топливом и произвел наддув отсеков орбитального комплекса воздухом. С помощью этого грузовоза была проведена коррекция орбиты комплекса, после чего 25 апреля 1980 г. «Прогресс-8» был отстыкован от станции и на следующий день завершил полет в заданном районе Тихого океана.
Для создания на борту станции запаса расходуемых материалов и доставки различных грузов 27 апреля стартовал грузовоз «Прогресс-9», а 29 апреля он состыковался с комплексом «Салют-6»—«Союз-35» со стороны агрегатного отсека станции. Транспортные грузовые корабли постепенно совершенствовались, повышалась их эффективность. Так, например, начиная с «Прогресса-9», вода доставлялась не в переносных контейнерах, а в стационарной емкости грузовоза, откуда перекачивалась насосом на станцию. После разгрузки и использования в качестве буксира, 20 мая «Прогресс-9» был отстыкован, а 22 мая завершил свой полет.
Программа четвертого этапа работы со станцией включала также проведение во время длительной экспедиции стыковки со станцией пилотируемых кораблей серии «Союз Т» с целью их отработки и продолжение экспедиций посещения станции международными экипажами.
Так, 26 мая 1980 г. стартовал космический корабль «Союз-36» с командиром В. Н. Кубасовым и космонавтом-исследователем гражданином Венгерской Народной Республики Берталаном Фаркашем (позывные «Орионы»), На следующий день корабль состыковался с орбитальным комплексом, и два космических экипажа приступили к совместному выполнению научной программы исследований, разработанной советскими и венгерскими учеными. Успешно выполнив эту программу, международный экипаж завершил восьмисуточный полет, спустившись 3 июня на Землю в корабле «Союз-35».
После перестыковки 4 июня корабля «Союз-36» с агрегатного отсека станции на переходный, 5 июня был дан старт кораблю «Союз Т-2» с командиром Ю. В. Малышевым и бортинженером В. В. Аксеновым (позывные «Юпитеры»). Сближение корабля с орбитальным комплексом было выполнено 6 июня в два этапа: до расстояния между ними 180 м автоматически, затем вручную с облетом комплекса и стыковкой. Экипаж отлично справился со своей задачей. Программа совместных работ двух экипажей была выполнена полностью и после четырехсуточного полета спускаемый аппарат корабля «Союз Т-2» со своим экипажем возвратился на Землю, доставив материалы испытаний, результаты исследований и экспериментов, выполненных на борту станции «Салют-6» и на корабле «Союз Т-2».
29 июня 1980 г. стартовал грузовоз «Прогресс-10», состыковавшийся с космическим комплексом 1 июля. После завершения совместного 17-суточного полета в автономном полете «Прогресс-10» был подвергнут испытаниям, а затем прекратил свое существование обычным порядком. Международный экипаж в составе командира корабля В. В. Горбатко и космонавта-исследователя гражданина Социалистической Республики Вьетнам Фам Туана (позывные «Тереки») вышел на орбиту 23 июля 1980 г. на корабле «Союз-37» и на следующий день состыковался с космическим комплексом «Салют-6»—«Союз-36». После выполнения совместной работы с основным экипажем станции, программа которой предусматривала ряд научных и технологических экспериментов и исследований, международный экипаж после 8-суточного полета вернулся на Землю, обменявшись кораблями с основным экипажем.
На следующий день, 1 августа, была произведена перестыковка корабля «Союз-37» для освобождения стыковочного узла на агрегатном отсеке станции.
Очередной, седьмой международный экипаж в составе командира корабля Ю. В. Романенко и космонавта-исследователя гражданина Республики Куба Арнальдо Тамайо Мендеса стартовал 18 сентября 1980 г. на корабле «Союз-38». Впервые в космическом полете по программе «Интеркосмос» принял участие представитель социалистической страны Западного полушария.
На следующий день после старта корабль состыковался со станцией, и советско-кубинский экипаж приступил к выполнению программы исследований с участием основного экипажа станции.
Завершив программу восьмисуточного полета, международный экипаж вернулся на Землю в своем корабле.
Для обеспечения дальнейшего функционирования орбитального комплекса 28 сентября стартовал, а через два Дня состыковался со станцией корабль снабжения «Прогресс-11».
Четвертый этап работы на станции «Салют-6» завершился 11 октября 1980 г., когда после успешного выполнения сложной и обширной программы работы на борту станции на Землю возвратился экипаж — Л. И. Попов и В. В. Рюмин. Был завершен самый длительный в истории 185-суточный космический полет, во время которого пройден путь в 123 млн. км. Космонавты показали высокую работоспособность в течение этого полета. Их масса возросла на несколько килограммов, мускульная сила кистей рук увеличилась. Отлично прошла реадаптация после возвращения на Землю. Уже на следующий день после приземления они совершили прогулку.
Для Л. И. Попова это был первый полет в космос, а для В. В. Рюмина третий. Всего В. В. Рюмин налетал один год, причем между двумя последними полугодовыми его полетами прошло лишь семь месяцев 20 дней.
К моменту выхода в свет этой книги орбитальная станция «Салют-6» еще будет нести службу в космосе. Она находится в полете четвертый год (с 29 сентября 1977 г.). За это время совершено 14 полетов 28 космонавтами длительностью от 2 до 96, 140, 175, 185 суток, включая семь международных с участием космонавтов ЧССР, ПНР, ГДР, НРБ, ВНР, СРВ и Республики Куба. Со станцией «Салют-6» 29 раз стыковались 25 кораблей.
Заслуживает внимания насыщенность программы работ со станцией «Салют-6» и высокий темп пусков пилотируемых, автоматических и грузовых космических кораблей. Полеты советских и международных экипажей на космических кораблях «Союз», «Союз Т» и научной станции «Салют-6» показали высокие качества советской космической техники, ее живучесть.
Созданные в Советском Союзе современные космические корабли и орбитальные станции, наземные средства обеспечения и управления полетами, а также вклад братских социалистических стран в разработку и подготовку научных и научно-технических экспериментов и исследовательских работ обеспечили уверенное и планомерное выполнение программы изучения и освоения космического пространства в мирных целях, осуществляемой странами социалистического содружества. Центральный Комитет КПСС, Президиум Верховного Совета СССР, Совет Министров СССР горячо поздравили ученых, конструкторов, инженеров, техников, рабочих, специалистов космодрома, Центра управления полетом, Центра подготовки космонавтов, командно-измерительного и поисково-спасательного комплексов, все коллективы и организации, принимавшие участие в осуществлении этого выдающегося достижения советской космонавтики, посвященного предстоящему XXVI съезду Коммунистической партии Советского Союза.
Работа в Советском Союзе по совершенствованию долговременных орбитальных станций с экипажами и транспортных космических кораблей различного назначения ведется постоянно.
Среди основных задач, решаемых на многих спутниках, кораблях и долговременных орбитальных станциях важное место занимают медико-биологические исследования в условиях космического полета.
Для того чтобы обживать космос, стать его подлинными хозяевами, необходимо решить вопросы обеспечения длительного пребывания и эффективной работы космонавтов в необычных условиях при обязательном сохранении здоровья, а после возвращения на Землю восстановления дополетной формы за короткий срок.
Для космических полетов в первую очередь специфичны невесомость, солнечное и галактическое излучение, вакуум, метеорная опасность. Изучение этих явлений и разработка средств защиты от них человека приковывают пристальное внимание специалистов. Наиболее сложным, важным и наименее изученным оказалось влияние невесомости. Выявленными последствиями воздействия невесомости являются перераспределение крови в организме, детренированность сердечно-сосудистой системы, потеря жидкости и солей кальция из организма, атрофия мышц. Особого внимания заслуживает изучение совместного влияния невесомости и ионизирующей радиации на клетки и организмы и возможные генетические последствия. Подлежат изучению проблемы биомагнетизма и биоритмов в космическом полете. Известно, что отклонение от привычного магнитного поля не проходит бесследно для здоровья человека. В космических полетах и экспедициях на небесные тела придется встречаться с изменением интенсивности и частоты пульсации магнитных полей в необычайно широком диапазоне. Влияние электромагнитных и корпускулярных излучений на человеческий организм нельзя недооценивать.
Нет сомнения, что все эти проблемы будут положительно решены путем применения более или менее сложных мероприятий.
Для решения ряда задач, связанных с длительным пребыванием человека в замкнутом объеме космической станции, исследования проводятся также на Земле. Примером может служить успешно завершенный 5 ноября 1968 г. уникальный медико-технический эксперимент с участием трех испытателей — врача Г. А. Мановцева, биолога А. Н. Божко и техника Б. Н. Улыбышева, которые в течение года жили и работали в герметичной станции ограниченного объема, потребляя воду и кислород, регенерируемые из продуктов жизнедеятельности человека. Для питания испытателей использовались продукты, выращенные в специальной оранжерее.
Советскими учеными проводится многолетняя работа по созданию и развитию биотехнической системы жизнеобеспечения человека. В семидесятые годы выполнены длительные (до 6 месяцев) эксперименты при участии экипажей до трех человек.
Так, в 1977 г. проведен четырехмесячный эксперимент в герметически замкнутой экологической системе, в которой среда обитания людей непрерывно регенерировалась высшими растениями, полностью обеспечившими испытателей кислородом, водой и основной частью растительной пищи.
Определенные успехи советской космической медицины в обеспечении длительных полетов космонавтов продемонстрированы экспедициями на орбитальной станции «Салют-6».
Регулярные запрограммированные физические тренировки на борту станции — важная составная часть мероприятий по сохранению здоровья и работоспособности космонавтов в полете. Использование в условиях невесомости различного снаряжения и тренажеров, призванных обеспечить нагрузку возможно большего количества мышц, не только предупреждало их атрофию, но и способствовало развитию мускулатуры. Например, на станции к концу 175-суточного полета В. В. Рюмин выжимал на динамометре кистью правой и левой руки соответственно на 14 и 13 кг больше, чем перед полетом. Масса В. В. Рюмина в этом полете и после посадки немного превышала предполетную.
Эффективным оказалось использование гофрированных брюк «Чибис» с пониженным в них давлением воздуха, что улучшало кровообращение, приближая его к земному. В комплекс профилактических средств входили также нагрузочный костюм «Пингвин-3», электростимулятор мышц «Тонус-2», а после приземления противоперегрузочный костюм. Перед возвращением на Землю рацион питания космонавтов дополнялся водно-соляными добавками, что очень важно для поддержания содержания жидкости в организме на оптимальном уровне.
Об эффективности комплекса мероприятий, разработанных советской космической медициной, можно судить потому, что члены экипажа, вернувшиеся после полугодовых полетов, через несколько дней после приземления совершали длительные прогулки пешком и играли в теннис. Помимо комплекса мероприятий, использованных медициной для обеспечения работоспособности и сохранения здоровья экипажей на борту орбитальной станции «Салют-6», при длительных полетах важное место заняла психологическая поддержка членов экипажей.
Программа психологической поддержки включала регулярное телевизионное общение родных и близких с членами экипажей, частые радиовстречи с популярными артистами эстрады, театра и кино, ведущими учеными, журналистами, обновление бортовой библиотеки, фонотеки и запаса видеомагнитофонных кассет, трансляцию музыки, доставку почты и сюрпризных наборов экспедициями посещения и грузовыми кораблями.
Программа составлялась с учетом индивидуальных психологических особенностей и пожеланий каждого члена экипажей. Выполнение этой программы повышало интерес к работе, создавало благоприятную психологическую атмосферу на борту и во взаимоотношениях с персоналом Центра управления полетами. Психологической поддержке основных экипажей станции способствовали их регулярные встречи с экипажами посещений.
Очевидна необходимость отработки длительных космических полетов для выполнения экспедиций на другие небесные тела и решения более близких задач, связанных с индустриализацией космоса путем организации на орбитальных станциях в условиях невесомости и глубокого вакуума производства уникальных материалов, неосуществимого на поверхности нашей планеты.
Возникает вопрос о целесообразности в настоящее время длительных космических полетов на орбитальных станциях. На этот вопрос, имеющий важное практическое значение, ищет сейчас ответ космонавтика. Выполнение программы изучения и освоения космического пространства требует затраты значительных средств. Поэтому вопрос о рациональном, экономичном использовании этих средств весьма актуален. Первое условие экономичности в освоении космоса — повышение эффективности использования создаваемых дорогостоящих орбитальных станций. Помимо важного вопроса организации оптимального сбалансированного режима дня на борту пилотируемой орбитальной станции, обеспечивающего сохранение работоспособности и здоровья экипажа, необходимо повысить коэффициент использования самой станции.
При автономном полете орбитальной станции коэффициент ее использования минимален и достигает максимального значения при работе на ней экипажа. Наибольшая эффективность, а следовательно, и экономичность использования пилотируемой орбитальной станции достигается при обеспечении постоянной работы экипажа на ее борту, и, конечно, при максимальной длительности работоспособности станции, т. е. при достаточно большом ее ресурсе.
Если раньше ресурс орбитальных станций «Салют» измерялся месяцами, то теперь он исчисляется годами, и работа по его увеличению продолжается.
Однако основным условием эффективного использования пилотируемой орбитальной станции является, если не полное исключение, то максимальное сокращение времени ее «холостых», беспилотных полетов, сопровождающихся сокращением числа проводимых экспериментов при практически том же расходовании ресурса станции.
Эта задача может быть решена двумя путями: либо большим количеством кратковременных сменяемых экспедиций на станцию, либо меньшим количеством более длительных экспедиций. В первом случае требуется большее количество дорогостоящих пилотируемых кораблей и ракет-носителей для выведения кораблей на орбиту, чем во втором. Следовательно, экономически выгоднее длительные экспедиции. Более того, при длительных экспедициях суммарно меньше времени теряется на неизбежное снижение работоспособности каждого экипажа на период адаптации к невесомости Количество же необходимых грузовых космических кораблей снабжения одинаково в обоих случаях, так как зависит от суммарной длительности экспедиций.
При исключении «холостых», беспилотных полетов эффективность использования станции возрастает еще и потому, что отпадает надобность в затрате времени на ее консервацию и расконсервацию, так как на каждую из этих операций затрачивается по несколько дней. Таким образом, последовательное увеличение длительности основных экспедиций на орбитальных станциях, сокращение, а в дальнейшем и исключение беспилотных полетов этих станций является закономерным процессом, экономически оправданным в настоящее время и создающим базу для постепенной подготовки к индустриализации космоса.
Естественно, что наряду с основными длительными экспедициями и впредь будут совершаться кратковременные экспедиции на орбитальные станции для выполнения частных задач.
Возникает также вопрос: какова оптимальная максимальная длительность основных экспедиций на орбитальных станциях, ожидаемая в ближайший период времени?
Прежде всего увеличение длительности экспедиций допустимо лишь постепенное, по мере накопления экспериментальных данных, объективно подтверждающих такую возможность при обязательном условии сохранения работоспособности и здоровья членов экипажа. При положительных результатах представляется разумным остановиться в ближайший период времени на годичной длительности основных экспедиций как максимальной. При этом полезно учесть опыт работы 24 арктических и 25 антарктических научных экспедиций с ежегодно сменяемыми экипажами.
Сравнивая экспедиции на Северный или Южный полюс нашей планеты, проходящие в экстремальных климатических условиях, с экспедицией космической, нельзя забывать, что на Земле отсутствует такая серьезнейшая проблема как влияние невесомости на человеческий организм. Однако в остальном условия полярных экспедиций более суровые. Например, на дрейфующих научно - исследовательских станциях «Северный полюс» полярная ночь длится 5 месяцев, морозы достигают —52°С, зимой частые метели сопровождаются сильными ветрами (более 15—20 м/с), преобладает туманная и влажная погода. Особенно опасны разломы ледяных полей, их торошения и разрежения. С 1937 по 1973 гг. льдины станций «Северный полюс» более 500 раз подвергались разломам.
В тяжелых условиях работают антарктические экспедиции, где зимой во время полярной ночи, длящейся несколько месяцев, температура опускается до —88° С, частые метели и снежные бури, а ураганные ветры иногда достигают 90 м/с.
На орбитальных станциях космонавтам обеспечены комфортные условия, которые постоянно улучшаются. На данном этапе развития техники космонавты живут в ограниченном объеме станции, но не теснее, чем моряки, плавающие многие месяцы в океанских подводных лодках.
По мере увеличения длительности полета орбитальных станций и космических кораблей возрастает необходимость учета влияния на них метеорных частиц. Опыт показал, что примерно после годичного полета поверхность станции испещрена многими тысячами мельчайших кратеров, порожденных ударами метеорных частиц. При этом некоторые обнаруженные кратеры и царапины достигают по ширине и глубине 1,5 мм. Наблюдаются они на иллюминаторах, стыковочных узлах, по всей наружной поверхности станции.
Так как длительность полетов орбитальных станций уже в настоящее время измеряется несколькими годами и в будущем будет неуклонно возрастать, необходимо более глубокое изучение этого явления и принятие эффективных мер защиты от метеорной опасности.
Особенно чувствительны к метеорной эрозии и требуют защиты оптические приборы и элементы некоторых датчиков. Снижают свои характеристики и солнечные батареи.
Следует также иметь в виду, что по мере развития космонавтики для проведения трудоемких монтажных работ космонавтам придется длительное время находиться в открытом космосе. Нет оснований сомневаться в том, что проблемы, связанные с изучением и освоением космоса, будут успешно решены.
Подводя итог, отметим, что за период с 1961 года до конца 1980 года 46 космических полетов совершили 47 советских космонавтов и по одному космонавту из ЧССР, ПНР, ГДР, НРБ, ВНР, СРВ и Кубы на 47 одно-, двух- и трехместных пилотируемых кораблях четырех типов: «Восток» (6), «Восход» (2), «Союз» (37), «Союз Т» (2) и 5 орбитальных станциях «Салют». За эти 19 с половиной лет 26 советских космонавтов совершили по одному полету в космос, 14 — по два, 8 космонавтов — по три полета и 1 — четыре полета.
Возрастной диапазон летавших космонавтов за эти годы достиг значительной величины: от 26 (Г. С. Титов) до 48 лет 7,5 месяцев (Л. С. Демин) и может быть расширен.
Отбор и подготовка космонавтов были начаты в Советском Союзе в 1960 г. Накопленный с годами опыт определил наиболее целесообразные методы подготовки космонавтов. Кандидаты в космонавты, отобранные из добровольцев специальными комиссиями, проходят общую подготовку в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина в. Звездном городке в качестве космонавтов-испытателей или космонавтов-исследователей. Затем организацией-разработчиком ракетно-космической техники по согласованию с другими организациями из кандидатов формируются экипажи космических кораблей и станций. Эти экипажи проходят также специальную техническую подготовку в организации-разработчике на тренажерах, натурных кораблях и станциях. По результатам экзаменов, проводимых этой организацией, определяются основные экипажи и дублеры.
Ценнейшая обширная научная информация, получаемая с советских вертикальных зондов, спутников, пилотируемых космических кораблей, долговременных орбитальных станций и межпланетных автоматических станций, после обработки публикуется в печатных изданиях и делается достоянием мировой научной общественности.
Советский Союз сотрудничает с различными странами в изучении космоса ракетными системами, начиная с организации совместных наблюдений за первыми советскими искусственными спутниками Земли в 1957 г.
Организованный более 13 лет тому назад «Интеркосмос» — совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства при Академии наук СССР — заключил многосторонние и двухсторонние соглашения.
В апреле 1967 г. была принята программа «Сотрудничества социалистических стран в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях», предусматривающая проведение совместных научно-исследовательских работ. В этом сотрудничестве участвуют Народная Республика Болгария, Венгерская Народная Республика, Германская Демократическая Республика, Республика Куба, Монгольская Народная Республика, Польская Народная Республика, Социалистическая Республика Румыния, СССР, Чехословацкая Социалистическая Республика, а с 1979 г. Социалистическая Республика Вьетнам стала десятой страной — участницей программы «Интеркосмос».
Программа включает исследование физических свойств космического пространства и верхней атмосферы, спутниковую метеорологию, космическую связь, космическую биологию и медицину, запуски спутников и ракет, проведение конференций, симпозиумов, совещаний, стажировок, взаимных посещений учеными учреждений, участвующих в совместных исследованиях.
Первый космический аппарат, запущенный 20 декабря 1968 г. по программе «Сотрудничества», — спутник «Космос-261» служил для изучения верхней атмосферы Земли и природы полярных сияний. Наряду с совместными работами со спутниками, запускаемыми Советским Союзом по своим программам («Космос-321», «Космос-348», «Космос-381», «Космос-782» и др.), с 1969 г. проводятся запуски спутников и геофизических ракет с аппаратурой социалистических стран. Первый такой спутник — «Интеркосмос-1» запущен 14 октября 1969 г. для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца и влияния этих излучений на структуру верхней атмосферы Земли. Научная аппаратура, установленная на борту, разработана и изготовлена в ГДР, СССР, ЧССР. Специалисты этих стран участвовали в монтаже и испытаниях аппаратуры на спутнике при его подготовке к запуску и в оперативной группе управления полетом спутника.
«Интеркосмос-2» был запущен 25 декабря 1969 г. для исследования характеристик ионосферы Земли. В 1970—1972 гг. на орбиту спутника Земли выведены еще шесть аппаратов серии «Интеркосмос», продолживших совместные исследования по расширенной программе. 19 апреля 1973 г. на орбиту выведен ИСЗ «Интеркосмос-Коперник 500», оснащенный научной аппаратурой для изучения ионосферы и радиоизлучения Солнца. Этот космический эксперимент, подготовленный польскими и советскими специалистами, посвящен 500-летию со дня рождения великого польского ученого Николая Коперника.
Спутник «Интеркосмос-14», стартовавший 11 декабря 1975 г., предназначен для изучения низкочастотных электромагнитных колебаний в магнитосфере Земли, структуры ионосферы, а также интенсивности микрометеорных потоков. Спутник снабжен системой ориентации вдоль магнитного поля Земли. Максимальная высота полета спутника 1707 км при периоде обращения 105,3 мин и наклонении орбиты 74°. На борту спутника установлена научная аппаратура, изготовленная в СССР, ЧССР, НРБ, ВНР. Специалисты стран — участниц эксперимента, как обычно, проводили на космодроме подготовку научной аппаратуры к запуску и осуществляли управление ее работой. Станции наземного командно-измерительного комплекса Советского Союза и обсерватории НРБ, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР вели регулярный прием научной информации.
На спутнике «Интеркосмос-16», стартовавшем 27 июля 1976 г. на орбиту высотой до 523 км при наклонении 50,6°, была установлена научная аппаратура, разработанная в СССР, ГДР, ЧССР, а также в Швеции (ультрафиолетовый спектрополяриметр). Основная цель запуска этого спутника — исследование ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца и влияние этих излучений на структуру верхней атмосферы Земли.
Для изучения распределения заряженных и нейтральных частиц, а также микрометеоров в околоземном космическом пространстве 24 сентября 1977 г. был запущен спутник «Интеркосмос-17» с научной аппаратурой СССР, ВНР, СРР и ЧССР. «Интеркосмос-18» выведен 24 октября 1978 г. на орбиту с наклонением 83° и высотой апогея 768 км с научной аппаратурой СССР, ВНР, ГДР, ПНР, СРР и ЧССР для комплексных исследований взаимодействия магнитосферы и ионосферы Земли. Через 21 день от этого спутника был отделен чехословацкий спутник «Магион». Совместный автономный полет этих спутников осуществлялся для проведения исследований пространственной структуры низкочастотных электромагнитных полей в околоземном космическом пространстве. Для проведения комплексных исследований структуры ионосферы Земли, особенностей волновых процессов и распространения радиоволн в ионосферной плазме 27 февраля 1979 г. на орбиту ИСЗ был выведен «Интеркосмос-19» с научной аппаратурой многих социалистических стран.
С помощью «Интеркосмос-20» (старт 1 ноября 1979 г.) с участием социалистических стран проводилась отработка методов комплексного изучения Мирового океана и поверхности Земли, а также систем автоматического сбора научной информации с морских и наземных экспериментальных станций.
С целью получения вертикального разреза за короткий интервал времени планомерно в течение ряда лет проводились комплексные исследования верхней атмосферы и ионосферы с помощью геофизических ракет «Вертикаль», с участием ученых социалистических стран по программе «Интеркосмос».
Запуски геофизических ракет «Вертикаль-1» (28 ноября 1970 г.), «Вертикаль-2» (20 августа 1971 г.) и «Вертикаль-3» (2 сентября 1975 г.) с научной аппаратурой, разработайной социалистическими странами, позволили осуществить комплексные исследования излучения Солнца и поглощения этого излучения в атмосфере, параметров ионосферы и метеорных частиц. Вначале масса головной части ракеты, включая спасаемый контейнер, составляла около 1300 кг, а высота вертикального подъема до 502 км. Более полные исследования верхней атмосферы и ионосферы (высота подъема 1512 км) проведены 14 октября 1976 г. на ракете «Вертикаль-4», в отделяемом, ориентированном и стабилизированном контейнере которой размещалось более десятка сложных и разнообразных приборов, разработанных и изготовленных в Болгарии, Германской Демократической Республике, Советском Союзе и Чехословакии. Исследования с помощью вертикальных зондов продолжаются («Вертикаль-5» и «Вертикаль-6» в 1977 г., «Вертикаль-7» в 1978г., «Вертикаль-8» в 1979 г.) Выведение в космос первых двух зондов этой серии осуществлялось модификациями геофизической ракеты Р5В, а последующих — более мошной ракетой-носителем.
В разработке научной аппаратуры и формировании программ Совета «Интеркосмос» активное участие принимают многие институты Академии наук СССР, включая Институт космических исследований, созданный в 1965 г.
В программу «Интеркосмос» входят также исследования по проблемам физиологии, радиобиологии и фармако-химической защиты от ионизирующего излучения, изучение влияния на живые организмы различных факторов космических полетов и, в первую очередь, невесомости.
В 1971 г. была создана международная организация и система спутниковой связи «Интерспутник».
Программа сотрудничества Советского Союза с социалистическими странами успешно выполняется, развивается и расширяется.
14 сентября 1976 г. в Москве состоялись переговоры делегаций социалистических стран — участниц программы «Интеркосмос», на которых было обсуждено и принято предложение Советского Союза об участии в 1978—1983 гг. граждан Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии и Чехословакии в совместных с советскими космонавтами полетах на кораблях «Союз» и станциях «Салют».
В декабре того же года первая группа кандидатов в космонавты — граждан Чехословакии, Польши и ГДР — прибыла в Звездный городок и приступила к тренировкам в Центре подготовки космонавтов. Вторая группа кандидатов в космонавты из других социалистических стран — участниц программы «Интеркосмос» прибыла годом позже.
В 1979 г. в СССР прибыли и приступили к тренировкам кандидаты в космонавты от Вьетнама.
Совместные полеты космонавтов социалистических стран открыли новую страницу в развитии космонавтики. Расширение участия социалистических стран в начатом Советским Союзом освоении космического пространства в интересах науки и народного хозяйства является примером успешного сотрудничества братских народов в осуществлении социалистической интеграции.
30 июня 1966 г, было заключено соглашение между СССР и Францией о сотрудничестве в области научного исследования космического пространства, космической связи, космической метеорологии и аэрономии. Этим соглашением предусмотрены работы по установлению цветного телемоста Париж — Москва с использованием спутников «Молния-1», по применению советских приборов на французских ракетах и французских приборов на советских ракетах.
Разработанная во Франции аппаратура устанавливалась на аппаратах «Луноход-1» и «Луноход-2» (уголковый лазерный отражатель), на межпланетной станции «Марс-3» («Стерео» — для изучения структуры радиоизлучения Солнца в метровом диапазоне волн), на «Марсе-6» и «Марсе-7» (изучение радиоизлучения Солнца, космических лучей, солнечного ветра). 27 декабря 1971 г. в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Ореол» для исследования физических явлений в верхней атмосфере Земли в высоких широтах и изучения природы полярных сияний. Научная аппаратура и программа эксперимента разработаны советскими и французскими специалистами в рамках совместного советско-французского проекта «Аркад». Через два года эксперимент был повторен («Ореол-2»).
4 апреля 1972 г. одной ракетой-носителем на орбиту с апогеем 39 260 км выведены связной спутник «Молния-1» и французский — «MAC», предназначенный для исследования характеристик различных солнечных батарей в условиях космического пространства. Через три года этот эксперимент был повторен с французским технологическим спутником «МАС-2». Проводились также совместные исследования по другим проектам, например, «Калипсо» и «Снег», «Омега», «Метеор» — «Коломб», на объектах «Венера-9, -10, -11, -12», «Космос-782, -936», «Салют-6» и другие. СССР принимал участие в определении состава верхней атмосферы Земли с помощью французских ракет «Драгон IIВ», запускавшихся в 1969 г. на высоту до 430 км с территории Франции. По проекту «Араке» советские ученые участвовали в 1975 г. в экспериментах по искусственной инжекции электронов в магнитосопряженных точках Земли, проводившихся с помощью французских ракет «Эридан», запускавшихся до высоты 250 км с острова Кергелен (Индийский океан).
Советско-французское сотрудничество в исследовании космического пространства, осуществляемое уже более 14 лет, успешно развивается. Советом «Интеркосмос» и Национальным центром космических исследований Франции разработана и принята «Программа перспективных направлений сотрудничества в области исследования и использования космического пространства в мирных целях». Предусматривается совместный полет советского и французского космонавтов на советском космическом корабле и орбитальной станции. Национальный центр космических исследований Франции отобрал двух французских летчиков — Жан-Лу Кретьена и Патрика Бодри — и направил в СССР для подготовки к космическому полету.
Плодотворно развивается советско-индийское сотрудничество в космосе. После запуска 19 апреля 1975 г. советской ракетой-носителем спутника «Ариабата» массой 360 кг на высоту до 619 км для исследования в области рентгеновской астропомни, нейтронного и гамма-излучения Солнца и ионосферы, 7 июня 1979 г. таким же носителем на орбиту выведен второй индийский спутник — «Бхаскара» массой 442 кг, предназначенный для исследования природных ресурсов Земли с помощью телевизионной аппаратуры и микроволновых радиометров. Эти спутники созданы при научно-технической помощи Советского Союза. Директором проекта с советской стороны является В. М. Ковтуненко.
Академия наук СССР и Индийская организация космических исследований (ИСРО) подписали соглашение о подготовке и запуске с помощью советской ракеты-носителя в 1981 году третьего индийского спутника Земли. Имеется межправительственная договоренность о совместном полете в космос советского и индийского космонавтов.
Развивается также советско-шведское сотрудничество в космосе.
По программам международного сотрудничества запускаются также советские метеорологические ракеты типа МР-12, М-100 и ММР-06 на различные высоты до 170 км и из различных районов.
Сотрудничество СССР и США идет в соответствии с многосторонними и двусторонними соглашениями. В июне 1962 г. было заключено первое соглашение о сотрудничестве между Академией наук СССР и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США. Основные соглашения между СССР и США о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях с пятилетним сроком действия были заключены 24 мая 1972 г. и 18 мая 1977 г. Первая статья последнего соглашения гласит, что стороны будут продолжать развивать сотрудничество в таких научных и прикладных областях космонавтики, как космическая метеорология, изучение природной среды, исследование околоземного космического пространства, Луны и планет, космическая биология и медицина, спутниковые поисково-спасательные системы.
Достижением в международном сотрудничестве в космосе является стыковка и совместный полет в июле 1975 г. пилотируемых космических кораблей «Союз» и «Аполлон». Действительно, создание необходимых для этого универсальных технических средств сближения и стыковки кораблей, обеспечение перехода космонавтов открывает возможность проведения советскими и американскими учеными совместных экспериментов в космосе, а также оказания взаимной помощи или спасения нуждающегося в этом экипажа корабля.
По мере дальнейшего освоения околоземного пространства, Луны и других небесных тел важное значение приобретает проблема оказания взаимной помощи космонавтами различных стран. В статье пятой договора «О принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела», заключенного в 1967 г., а также в международном соглашении о спасении космонавтов, возвращении космонавтов и объектов, запущенных в космическое пространство в случае аварии, бедствия или вынужденной посадки (1968 г.), предусмотрены необходимые правовые нормы. Однако разработка проблем космического права только начинается.
Согласно третьей статье соглашения между СССР и США, заключенного в 1977 г., предусматривается дальнейшее развитие сотрудничества в области пилотируемых космических полетов в научных и прикладных целях, включая использование при совместных полетах совместимых средств сближения и стыковки, созданных на основе тех, которые были разработаны по проекту ЭПАС для системы «Союз — Аполлон». Эти совместные работы могут осуществляться по соглашению между Академией наук СССР и Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства, заключенному 11 мая 1977 г.
Сотрудничеству различных стран в развитии космонавтики способствовало основание в 1950 г. Международной астронавтической федерации и учреждение при ней в 1960 г. Международной академии астронавтики и Международного института космического права.
Завершая краткий обзор основных событий в развитии ракетостроения и космонавтики в СССР, необходимо отметить, что многие события и имена, более или менее важные, по разным причинам не были упомянуты.
В славном ряду пионеров отечественного ракетостроения следует прежде всего отметить К. Э. Циолковского, выдающиеся исследования которого были дополнены Ю. В. Кондратюком, Ф. А. Цандером и другими; затем С. П. Королева, который совместно с главным конструктором двигателей, главным конструктором системы управления и другими создал замечательную технику, позволившую осуществить мечту многих поколений о полетах человека в космос. И, конечно, человечество никогда не забудет Ю. А. Гагарина и всю блестящую плеяду космонавтов. Навсегда в историю советской ракетно-космической техники вошли имена М. В. Келдыша, М. К. Янгеля, А. М. Исаева, В. П. Бармина, С. А, Косберга, Н. Г. Бабакина, К. Д. Бушуева и других.
Большое внимание развитию ракетно-космической науки и техники постоянно уделяют Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР.
Огромен личный вклад Л. И. Брежнева и Д. Ф. Устинова в создание в послевоенный период мощной отечественной комплексной ракетно-космической научно - исследовательской, опытно - конструкторской, промышленной и испытательной базы, послужившей фундаментом для всех последующих свершений.
Многие видные политические, государственные и военные деятели участвовали в титаническом труде советского народа по созданию надежного ракетно-ядерного щита нашей Родины, обеспечившего ее обороноспособность и возможность продолжать свой мирный труд. Советский Союз продемонстрировал свой мощный ракетный потенциал, используя его для проникновения в космос на благо всему человечеству.
В СССР созданы музеи и выставки ракетно-космической техники, призванные осветить путь, пройденный советской наукой и техникой. Прежде всего следует назвать Государственный музей истории космонавтики им. К. Э. Циолковского в Калуге, дом-музей К. Э. Циолковского в Калуге, музей К. Э. Циолковского на его родине в рязанском селе Ижевское, Мемориальный музей космонавтики в Москве, павильон «Космос» Выставки достижений народного хозяйства, Политехнический музей в Москве, Центральный дом авиации и космонавтики в Москве, Музей ГДЛ в Петропавловской крепости в Ленинграде, дома-музеи Н. И. Кибальчича в Коропе, Ю. А. Гагарина в городе Гагарине, С. П. Королева в Житомире и Москве, В. В. Терешковой в Ярославле, музей Ю. В. Кондратюка в станице Октябрьской, выставки в планетариях и многие другие.
Вслед за СССР, открывшим 4 октября 1957 г. космическую эру выводом на орбиту первого в мире искусственного спутника Земли, в космос вышли США, запустившие 1 февраля 1958 г. свой первый спутник «Эксшюрер-1». Третьей космической державой стала Франция, запустившая 26 ноября 1965 г. спутник Земли «Астерикс-1» с помощью своей ракеты-носителя, В 1970 г. 11 февраля Япония вывела на орбиту спутник «Осуми», а 24 апреля в космос вышел китайский искусственный спутник Земли «Дунфанхун». Шестой страной была Англия, создавшая свою ракету-носитель, с помощью которой 28 октября 1971 г. был выведен на орбиту спутник «Просперо». Седьмой стала Индия, спутник которой «Рохини» был выведен на орбиту отечественной ракетой-носителем 18 июля 1980 г. Другие страны также ведут работы с целью вывода своими силами спутников на геоцентрические орбиты и осуществляют национальные космические программы. На межпланетные орбиты объекты выводилась только ракетами-носителями СССР, затем США. С помощью ракет-носителей этих двух стран на орбиты вокруг Земли были доставлены спутники, созданные рядом других стран — Канадой, Англией, Францией, ФРГ, Италией, Японией, ЧССР, Австралией, Индией, Нидерландами, Испанией, а также Европейским сообществом.
Значительных успехов достигли США во втором десятилетии космической эры. В 1958—1978 гг. успешно выполнено 727 пусков, при которых на орбиту выведено 923 спутника Земли (включая разработанные другими странами), а 79 объектам сообщена вторая космическая скорость. В 1979 г. в США было проведено 15 успешных пусков и в некоторых случаях по нескольку объектов в одном пуске. Американские искусственные спутники Земли разработаны различных типов: метеорологические, связные, биологические, навигационные, геодезические, геофизические, астрономические и другие. Спутники выведены на различные геоцентрические орбиты, включая стационарные. Осуществлены программы исследования Луны с помощью автоматических аппаратов жесткой посадки «Рейнджер» (3 полета в 1964 — 1965 гг.), аппаратов мягкой посадки «Сервейер» (5 посадок в 1966—1968 гг.), спутников Луны «Лунар Орбитер» (5 спутников в 1966—1967 гг.). Запущена серия автоматических космических зондов-спутников Солнца «Пионер» (с 1959 г.). «Пионер-10» при пролете вблизи Юпитера в 1973 г, передал ценные научные измерения и цветные изображения планеты и ее спутника Ганимеда. В 1976 г. он пересек орбиту Сатурна и продолжает полет к орбите Урана, удалившись к настоящему времени от Земли на 2 млрд. км «Пионер-11» прошел в 1974 г. вблизи Юпитера, провел его исследования, сфотографировал планету и ее большие спутники, в 1979 г. он пролетел около Сатурна, Оба зонда покинут пределы Солнечной системы. Автоматические межпланетные станции «Маринер» использовались для облета Венеры (в 1962 и 1967 гг.) и Марса (1965 г. и дважды в 1969 г.), а также для создания первого искусственного спутника Марса (1971) с целью изучения этих планет с близкого расстояния. «Маринер-10» совершил гравитационный маневр у Венеры и трижды пролетал вблизи Меркурия в 1974 — 1975 гг., фотографируя эти планеты. В итоге получены результаты, являющиеся выдающимся вкладом в науку, например, открыт основной радиационный пояс Земли (ван Аллен), обнаружены кратеры и кратерные цепочки на Марсе и его спутниках, на Меркурии, на спутниках Юпитера и многое другое. Автоматические аппараты «Викинг- 1» и «Викинг-2» совершили в 1976 г. мягкую посадку на Марс и передала на Землю первые снимки красноватого марсианского ландшафта (содержание железа до 15%), покрытого бежевыми камнями, местами зеленоватого и серого, под розовым небом. Обнаружены мощные ледяные покровы, облака и туманы в углекислотной атмосфере, содержащей азот и благородные газы. Переданы фотоснимки Фобоса и Деймоса.
Автоматические станции «Пионер-Венера 1» и «Пионер-Венера II» продолжили в 1978 г. изучение ближайшей к нам планеты. При этом был образован искусственный спутник Венеры и исследована ее атмосфера с помощью зондов. Составлена контурная карта Венеры по радиолокационным съемкам с ее искусственного спутника. В этом же году выведен автоматический аппарат на орбиту вокруг точки либрации в системе «Земля —Солнце» для исследования солнечной активности.
На картах Луны и Марса появились новые наименования. Кратерам Меркурия присвоены имена писателей, поэтов, художников, скульпторов, музыкантов: Гомера, Шекспира, Толстого, Пушкина, Гете, Золя, Байрона, Достоевского, Шевченко, Лермонтова, Бальзака, Сервантеса, Чехова, Тургенева, Рафаэля, Рубенса, Микельанджело, Репина, Родена, Сурикова, Бетховена, Моцарта, Баха, Шопена, Чайковского, Верди и многих других прославленных деятелей искусств. Кратероподобным образованиям на Венере даны имена Евы, Сафо, Лизы, Мейтнер. На карте этой планеты появились Земля Афродиты, горы Максвелла и другие наименования. Имена присвоены многим образованиям на поверхности спутников Марса и Юпитера.
Пилотируемые полеты осуществлены в США на кораблях трех типов: одноместных «Меркурий» массой 1,3—2 т — 2 суборбитальных полета в 1961 г. и 4 по геоцентрическим орбитам в 1962—1963 гг.; двухместных «Джемини» массой 3,2—3,8 т — 10 полетов по геоцентрическим орбитам в 1965—1966 гг.; трехместных «Аполлон» массой до 46,8 т — 15 полетов по геоцентрическим орбитам в 1968—1975 гг., при этом 3 полета вокруг Луны, 6 экспедиций на поверхность Луны, 3 экспедиции на орбитальную станцию и полет совместно с советским пилотируемым космическим кораблем «Союз». При полетах на кораблях «Джемини» впервые были осуществлены маневры на орбите с ручным управлением, тесное сближение кораблей, соединение тросом корабля с мишенью, ручная их стыковка, достигнута продолжительность непрерывного полета почти 14 суток. Созданная в США тяжелая ракета-носитель «Сатурн-5» со стартовой массой до 3000 т и стартовой тягой около 3400 тс, выводившая на геоцентрическую орбиту массу до 140 т, включая третью ступень ракеты, позволила впервые осуществить пилотируемые облеты Луны и лунные экспедиции.
Одиннадцатисуточный полет космического корабля «Аполлон-7» вокруг Земли с космонавтами У. Ширрой, У. Каннингемом, Д. Эйзелом позволил проверить надежность систем корабля. Историческим событием является облет Луны с возвращением на Землю 21—27 декабря 1968 г. космического корабля «Аполлон-8» с космонавтами Ф. Борманом, Дж. Ловеллом и У. Андерсом. Десятисуточный полет корабля «Аполлон-9» с космонавтами Дж. Макдивиттом, Д. Скоттом и Р. Швейкартом по геоцентрической орбите служил главным образом для отработки систем лунного отсека корабля. Облет Луны с выходом на селеноцентрическую орбиту был повторен по более сложной программе кораблем «Аполлон-10» с космонавтами Т. Стаффордом, Дж. Янгом, Ю. Сернаном.
В анналы истории человечества войдет полет на Луну и возвращение на Землю 16—24 июля 1969 г. корабля «Аполлон-ll» с экипажем в составе Н. Армстронга, Э. Олдрина и М. Коллинза. 20—21 июля на лунном экваторе в Море Спокойствия первые люди на Луне — Нил Армстронг и Эдвин Олдрин (Майкл Коллинз остался на селеноцентрической орбите) пробыли 21 час 36 минут. Вне корабля на лунной поверхности Н. Армстронг в течение 2 часов 31 минуты выполнял программу исследований, а Э. Олдрин — 2 часа.
Второй полет на Луну для ее исследования по расширенной программе успешно выполнен 14—25 ноября 1969 г. на «Аполлоне-12» космонавтами Ч. Конрадом, Р. Гордоном, А. Бином. Лунный отсек корабля с космонавтами Ч. Конрадом и А. Бином прилунился 19 ноября в Океане Бурь и пробыл там 31 час 31 минуту. Космонавты дважды выходили из корабля на лунную поверхность, изучая ее, суммарно по 7,5 часа каждый.
Полет корабля «Аполлон-13» с космонавтами Дж. Ловеллом, Дж. Суиджертом, Ф. Хейсом в связи с аварийной ситуацией на борту ограничился облетом Луны с возвращением на Землю.
Третья посадка на Луну осуществлена при полете корабля «Аполлон-14» с экипажем в составе А. Шепарда, С. Руса, Э. Митчелла, длившемся с 31 января по 9 февраля 1971 г. В течение 5—6 февраля А. Шепард и Э. Митчелл пробыли 33 часа 30 минут в пересеченном материковом районе кратера Фра Мауро, выполнив захватывающую программу обследования этого района во время двух выходов на поверхность Луны. Первый выход длился 4 часа 47 минут, а второй — 4 часа 35 минут.
Более широкая программа изучения Луны реализована во время четвертой посадки, выполненной при полете усовершенствованного корабля «Аполлон-15» с космонавтами Д. Скоттом, А. Уорденом и Д. Ирвином 26 июля — 7 августа 1971 г. Д. Скотт и Д. Ирвин пробыли 66 часов 55 минут (30 июля — 2 августа) в районе посадки, расположенном между бороздой Хэдли и горами Апеннины. Во время трех выходов на поверхность Луны общей длительностью 18 часов 36 минут космонавты проехали на луноходе 27,2 км и выполнили насыщенную программу исследований.
Пятая экспедиция совершена 16 — 27 апреля 1972 г. Лунный отсек корабля «Аполлон-16» с космонавтами Дж. Янгом и Ч. Дьюком совершил посадку в районе кратера Декарт и пробыл на Луне 71 час 2 минуты. Космонавты совершили три выхода на Луну общей продолжительностью 20 часов 14 минут и поездки на луноходе. Т. Маттингли находился на селеноцентрической орбите.
Шестая экспедиция выполнена 7— 19 декабря 1972 г. Она завершила полеты на Луну по программе «Аполлон». Лунный отсек корабля «Аполлон-17» с космонавтами Ю. Сернаном и X. Шмиттом совершил посадку на окраине Моря Ясности и пробыл на Луне 75 часов. Р. Эванс находился на селеноцентрической орбите.
В результате шести лунных экспедиций было доставлено на Землю около 382 кг лунных пород. В ознаменование успешного выполнения полетов на Луну по программе «Аполлон» крупному кратеру на обратной стороне Луны дано наименование этой программы.
Научная аппаратура, установленная экспедициями на Луне, длительно передавала на Землю обширную информацию и была выключена лишь в 1977 г.
Созданная в США долговременная орбитальная станция «Скайлэб» выведена 14 мая в 1973 г. на орбиту высотой около 450 км, а 25 мая в корабле «Аполлон» на эту станцию был доставлен первый экипаж — космонавты Ч, Конрад, Дж, Кервин и П. Вейц. Эта экспедиция длилась 28 суток, в течение которых был произведен сложный ремонт для восстановления работоспособности станции, серьезно поврежденной при старте, и проведены программные исследования. Затем более месяца длился полет станции в автоматическом режиме. Вторая экспедиция в составе космонавтов А. Бина, Дж. Лусма и О. Гэрриота прибыла на станцию 28 июля 1973 г. и покинула ее после 59 суток полета. Опять беспилотный полет станции, а 16 ноября того же года на нее был доставлен третий экипаж в составе — Дж. Карр, У. Поуг, Э. Гибсон, ранее не летавший в космос. В течение 84-суточного полета экипаж также выполнил большой объем исследований и осуществил выходы в открытый космос длительностью до 7 часов. Последний в США пилотируемый полет в космос совершен в июле 1975 г, по международной программе «Союз — Аполлон». Следующий полет космонавтов ожидается после примерно шестилетнего перерыва на вновь разрабатываемом многоразовом транспортном корабле «Спейс Шаттл». Столь длительный перерыв в пилотируемых полетах вызван значительной задержкой с разработкой нового корабля «Спейс Шаттл».
В США 31 космический полет совершили 43 космонавта на 31 корабле и одной орбитальной станции, в том числе 26 космонавтов летали по одному разу, 10 — дважды, 3 — трижды и 4 — четырежды.
Всего с 1961 до конца 1980 года 77 полетов в космос совершили 99 космонавтов: 49 — из Советского Союза, 7 — других социалистических стран и 43 — США» на 78 кораблях и 6 орбитальных станциях. Суммарная длительность пилотируемых полетов на советских космических аппаратах составила 1953,9 человеко-суток, а на американских космических аппаратах -937,2 человеко-суток.
Для увековечения памяти космонавтов, сделавших основной вклад в развитие космонавтики, их имена присвоены некоторым кратерам на обратной стороне Луны, как посмертно — Гагарин, Комаров, Беляев, Добровольский, Волков, Пацаев, Гриссом, Уайт, Чаффи, так и прижизненно — Титов, Николаев, Терешкова, Феоктистов, Леонов, Шаталов, Борман, Ловелл, Андерс, Армстронг, Олдрин, Коллинз.
Успешно развивается космонавтика во Франции. С 1965 по 1979 гг. на орбиты выведено 20 французских искусственных спутников Земли (два спутника «Симфония» созданы совместно с ФРГ). Общая масса первых 19 спутников — около 1,4 тонны, из них 12 спутников запущены с помощью национальной жидкостной ракеты-носителя «Диаман» (тремя модификациями). Этим же носителем на орбиту выведен искусственный спутник Земли, разработанный в ФРГ. Три французских спутника выведены на орбиту советскими ракетами-носителями и четыре — американскими.
В конце 1979 г. начаты летные испытания более мощной жидкостной в основном французской ракеты-носителя «Ариан» (стартовая масса 210 т при тяге 245 тс), с помощью которой при первом пуске на орбиту выведен экспериментальный спутник Земли массой 1,6 т. Кроме того, запущено свыше 300 высотных исследовательских ракет. Проводится сотрудничество в изучении космоса с СССР и США.
В Японии с 1970 г. по 1979 г. на различные орбиты, включая геостационарную, с помощью национальных ракет-носителей выведено 13 искусственных спутников Земли общей массой 1150 кг. Эти спутники выводились с помощью ракет-носителей трех основных типов («Лямбда», «Мю», «N-1») с твердотопливными и жидкостными ступенями, использовавшихся в различных модификациях. Всего за это время на орбиты выведено 18 японских спутников Земли. В 1980 г. дополнительно был выведен на орбиту еще один спутник Земли. Мы учитываем только успешные пуски.
Число спутников, выведенных на орбиты в Китае, достигло 8.
Об интенсивности освоения космоса можно судить также по количеству находящихся в полёте космических объектов искусственного происхождения. По состоянию на конец 1978 г. это число составляло 4629. К этому же времени с орбиты сошло более 6500 объектов. В эти числа входят космические аппараты (спутники, станции, зонды), а также фрагменты: последние ступени ракет-носителей, обтекатели, переходники и отделяющиеся детали. К концу 1978 г. на геоцентрических орбитах находилось 505 советских спутников с 939 фрагментами, 409 американских спутников с 2507 фрагментами, 14 французских спутников с 36 фрагментами и 16 японских с 17 фрагментами. В это же время на селеноцентрических, ареоцентрических и гелиоцентрических орбитах находились 61 космический аппарат и 52 фрагмента.
Если в настоящее время остро стоит проблема борьбы с загрязнением нашей планеты, то недалеко время, когда придется вести борьбу с засорением приземного космоса. Первоочередными мерами могут явиться удлинение ресурса космических объектов, их комплексирование, возвращение на Землю, уменьшение количества отделяемых деталей.
Прошло лишь 23 года со дня первого прорыва в космос, начала космической эры в истории человечества. Несмотря на все величие достигнутого, сделаны лишь первые шаги. Мы находимся у самого порога выхода в космос.
Задачи советской космонавтики в ближайшем будущем четко сформулированы в материалах XXV съезда КПСС: «Продолжить изучение и освоение космического пространства, расширить исследования по применению космических средств при изучении природных ресурсов Земли, в метеорологии, океанологии, навигации, связи и для других нужд народного хозяйства».
Интенсивное развитие космонавтики связано в первую очередь с ближним космосом. Развитие и применение космических средств для всестороннего изучения Земли, лучшего использования ее ресурсов, контроля за ее загрязнением, климатического контроля, сохранности ее защитного озонного слоя, развитие всех видов глобальной связи (вплоть до индивидуальной) и осуществление многих других возможностей, открываемых космонавтикой, является ближайшими ее задачами.
Уже сейчас закладываются начальные основы для решения в будущем с помощью космонавтики таких кардинальных проблем, как сохранение нашей планеты и ее биосферы, создание внеземного космического производства в уникальных условиях невесомости, глубокого вакуума и солнечного излучения, сооружения мощных орбитальных энергетических станций для обеспечения космического производства. Вначале снабжение космического производства материалами и сырьём будет происходить с Земли, а затем с Луны и других небесных тел. Это единый комплекс связанных проблем, обеспечивающих решение глобальных задач по исключению загрязнения нашей планеты, ее истощения, перегрева, перенаселения.
По мере развития человеческого общества проникновение в космос будет расширяться. Сначала дорогу прокладывают автоматы, за ними следуют пилотируемые экспедиции, создающие на небесных телах кратковременные базы с длительно действующими автоматическими приборами, затем создаются долговременные, наконец, постоянные обитаемые базы, оснащенные всем необходимым оборудованием.
Облик технических средств, необходимых для изучения и освоения нашей солнечной системы, нам понятен, хотя на данном этапе они являются в межпланетном масштабе тихоходными. Возможность осуществления межзвездных перелетов обитаемого космического корабля в настоящее время сталкивается с непреодолимыми трудностями. Даже если допустить возможность практического использования для межзвездного полета наиболее эффективного из известных нам источников энергии, именно энергии аннигиляции, то с учетом парадокса времени, сопутствующего субсветовым скоростям полета, возвращение экспедиции на Землю через многие годы делает такие экспедиции неоправданными.
Предпринимаемые попытки найти пути решения задачи достижения звезд, используя ныне известные источники энергии, напоминают надежды достижения Луны с помощью паровой машины, высказывавшиеся вскоре после ее изобретения в прошлом веке. Для полетов к другим планетным системам, для осуществления межзвездных и межгалактических перелетов потребуются новые, ныне нам неведомые источники энергии. Поиск их только начинается. К тому времени, когда человечество ощутит потребность в столь далеких космических полетах, наши познания законов Вселенной настолько расширятся, что нам станут доступными необходимые для этого новые более мощные источники энергии и новые принципы их использования. Таким путем будут найдены способы более эффективного освоения и нашей солнечной системы.
Все народы земного шара заинтересованы в мирном проникновении в космос и покорении его на благо всему человечеству. Как выдающееся прогрессивное событие вошло в историю заключение в начале 1967 г. одобренного Генеральной Ассамблеей ООН договора «О принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела». Согласно этому историческому договору, отныне космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, открыто для исследования и использования всеми государствами, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем оккупации, ни любыми другими средствами. Государства — участники договора обязуются не выводить на орбиту вокруг Земли любые объекты с ядерным оружием или любыми другими видами оружия массового уничтожения, не устанавливать такое оружие на небесных телах и не размещать такое оружие в космическом пространстве каким-либо иным образом. Луна и другие небесные тела используются исключительно в мирных целях. Запрещается создание на небесных телах военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых типов оружия и проведение военных маневров.
Договор проникнут духом содружества и взаимной помощи государств, работающих над проблемой непосредственного проникновения в космос.
Вскоре в ООН были заключены еще три международных соглашения по космическому праву: «Соглашение о спасении космонавтов, возвращении объектов, запущенных в космическое пространство» (1968); «Конвенция об ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами» (1972); «Конвенция о регистрации объектов, запускаемых в космическое пространство» (1976). Обсуждаются в ООН и такие вопросы космического права, как принципы дистанционного зондирования Земли из космоса, принципы использования спутников для непосредственного телевизионного вещания, установление расстояния от поверхности Земли до границы космического пространства, ведется подготовка договора о Луне.
Подготовленный проект соглашения о деятельности государств на Луне и других небесных телах одобрен Комитетом ООН по космосу в 1979 г. Это соглашение предусматривает использование естественного спутника Земли исключительно в мирных целях. На Луне запрещается применение силы, угроза силой или другие враждебные действия.
Государства — участники соглашения обязуются не выводить на лунные орбиты объекты с ядерным оружием или любыми другими видами оружия массового уничтожения, а также не устанавливать и не использовать такое оружие на поверхности Луны или в ее недрах. Запрещается создание на спутнике военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых типов оружия. В соглашении указывается, что при исследовании и использовании Луны должное внимание следует уделять интересам живущих и будущих поколений. Провозглашается также свобода научных исследований, проводимых на Луне всеми государствами — участниками без какой бы то ни было дискриминации, на основе равенства и в соответствии с международным правом.
Соглашение обязывает все государства принимать меры для предотвращения нарушения сформировавшейся лунной среды вследствие загрязнения или каким-либо другим путем.
Развитие человеческого общества должно быть гармоничным. Овладение тайнами и энергией космоса сделает человека столь могущественным, что для разумного использования своих возможностей он должен подняться на новую, более высокую ступень интеллектуального развития.
Страна Советов гордится тем, что ее сыны и дочери прорубили окно во Вселенную, открыли человечеству путь в космос и сделали основополагающий вклад в исследование мирового пространства реактивными приборами.
Начав овладение космоса автоматами, затем человеком, мы стали на путь непосредственного освоения сначала ближнего, а потом и дальнего космоса. Тем самым человечество вступило в новую фазу своего развития — овладения неисчерпаемыми ресурсами Вселенной. Создается принципиальная возможность не связывать существование человечества с ограниченными пространствами, материальными, энергетическими и временными ресурсами породившей нас планеты.
В феврале 1981 г. состоится XXVI съезд КПСС, который подведет итоги исторических достижений советского народа и наметит новые задачи в борьбе за построение самого справедливого и счастливого общества, которому принадлежит будущее, неразделимо связанное с космонавтикой.
