Історія розвитку космонавтики - це розповідь про людей з неабияким розумом, про прагнення зрозуміти закони Всесвіту і про бажання перевершити звичне та можливе. Освоєння космічного простору, що розпочалося у минулому столітті, подарувало світові чимало відкриттів. Вони стосуються як об'єктів далеких галактик, і цілком земних процесів. Розвиток космонавтики сприяло вдосконаленню техніки, призвело до відкриттів у різних галузях знання, від фізики до медицини. Однак цей процес зажадав чимало часу.
Втрачена праця
Розвиток космонавтики у Росії там розпочалося набагато раніше появи Перші наукові розробки у плані були лише теоретичними і доводили саму можливість польотів у космос. У нашій країні одним із піонерів космонавтики на кінчику пера був Костянтин Едуардович Ціолковський. «Один із» — тому що його випередив Микола Іванович Кібальчич, засуджений до страти за замах на Олександра II і за кілька днів до повішення розробив проект апарату, здатного доставити людину до космосу. Було це у 1881 році, проте проект Кібальчича не був опублікований до 1918 року.
Сільський учитель
Ціолковський, чия стаття з теоретичними основами польоту в космос вийшла 1903 року, про роботу Кібальчича не знав. На той час він викладав у Калузькому училищі арифметику та геометрію. Його відома наукова стаття «Дослідження світових просторів реактивними приладами» зачіпала можливості використання ракет у космосі. Розвиток космонавтики у Росії, тоді ще царської, почалося саме з Ціолковського. Він розробив проект будови ракети, здатної віднести людину до зірок, відстоював ідею різноманітності життя у Всесвіті, говорив про необхідність конструювання штучних супутників та орбітальних станцій.
Паралельно теоретична космонавтика розвивалася там. Однак зв'язків між вченими ні на початку століття, ні пізніше, у 30-ті роки, практично не було. Роберт Годдард, Герман Оберт та Есно-Пельтрі, американець, німець і француз відповідно, що працювали над аналогічними проблемами, про роботи Ціолковського довгий час нічого не знали. Вже тоді роз'єднаність народів позначалася темпі розвитку нової галузі.
Передвоєнні роки та Велика Вітчизняна війна
Розвиток космонавтики продовжувався у 20-40-х роках силами Газодинамічної лабораторії та Груп вивчення реактивного руху, а потім Реактивного науково-дослідного інституту. У стінах наукових установ працювали кращі інженерні уми країни, у тому числі Ф. А. Цандер, М. К. Тихонравов та С. П. Корольов. У лабораторіях працювали над створенням перших реактивних апаратів на рідкому та твердому паливі, розроблялася теоретична база космонавтики.
У довоєнні роки та під час ВВВ проектувалися та створювалися реактивні двигуни та ракетоплани. У цей період з цілком зрозумілих причин багато уваги приділялося розробці крилатих ракет та некерованих реактивних снарядів.
Корольов та "Фау-2"
Першу в історії бойову ракету сучасного типу створили у Німеччині під час війни під керівництвом Вернера фон Брауна. Тоді V-2, або "Фау-2", наробила чимало лиха. Після поразки Німеччини фон Брауна переправили в Америку, де він почав працювати над новими проектами, у тому числі над розробкою ракет для польотів у космос.
В 1945 після закінчення війни до Німеччини для вивчення "Фау-2" прибула група радянських інженерів. Серед них був і Корольов. Його призначили головним інженерно-технічним керівником інституту Нордхаузен, сформованого в Німеччині цього ж року. Крім вивчення німецьких ракет, Корольов із колегами займався розробкою нових проектів. У 50-х конструкторське бюро під його керівництвом створило Р-7. Ця двоступінчаста ракета змогла розвинути першу та забезпечити виведення на навколоземну орбіту багатотонних апаратів.
Етапи розвитку космонавтики
Перевага американців у підготовці апаратів для освоєння космосу, пов'язане з роботою фон Брауна, залишилося у минулому, коли 4 жовтня 1957 СРСР запустив перший супутник. З цього моменту розвиток космонавтики пішов швидше. У 50-60-х роках проводилося кілька експериментів із тваринами. У космосі побували собаки та мавпи.
В результаті вчені зібрали безцінну інформацію, яка уможливила комфортне прибуття в космосі людини. На початку 1959 року вдалося досягти другої космічної швидкості.
Передовий розвиток вітчизняної космонавтики був прийнятий у всьому світі, коли в небо отруївся Юрій Гагарін. Відбулася ця, без перебільшення, велика подія 1961 року. З цього дня почалося проникнення людини в безкраї простори, що оточують Землю.
- 12 жовтня 1964 - на орбіту вивели апарат з декількома людьми на борту (СРСР);
- 18 березня 1965 р. - перший (СРСР);
- 3 лютого 1966 р. - перша посадка апарату на Місяці (СРСР);
- 24 грудня 1968 - перший виведення пілотованого корабля на орбіту супутника Землі (США);
- 20 липня 1969 р. - день (США);
- 19 квітня 1971 р. - вперше запущено орбітальну станцію (СРСР);
- 17 липня 1975 р. - вперше відбулася стиковка двох кораблів (радянського та американського);
- 12 квітня 1981 р. - у космос відправився перший "Спейс Шаттл" (США).
Розвиток сучасної космонавтики
Сьогодні освоєння космосу продовжується. Успіхи минулого принесли свої плоди - людина вже побувала на Місяці і готується до безпосереднього знайомства з Марсом. Проте програми пілотованих польотів зараз розвиваються менше, ніж проекти автоматичних міжпланетних станцій. Сучасний станкосмонавтики так, що створювані апарати здатні передавати на Землю інформацію про далекого Сатурна, Юпітера і Плутона, відвідувати Меркурій і навіть досліджувати метеорити.
Паралельно розвивається космічний туризм. Величезне значення мають міжнародні контакти. поступово приходить до думки, що великі прориви та відкриття відбуваються швидше і частіше, якщо поєднувати зусилля та можливості різних країн.
Мабуть, розвиток космонавтики бере свій початок у фантастиці: людям завжди хотілося літати — не лише у повітрі, а й безкрайніми космічними просторами. Як тільки люди переконалися, що земна вісь не здатна налетіти на небесний купол і пробити його, найдопитливіші уми почали запитувати — а що ж там, вище? Саме в літературі можна зустріти чимало згадок про всілякі способи відриву від Землі: не тільки природні явища типу урагану, а й цілком конкретні технічні засоби. повітряні кулі, надпотужні гармати, килими-літаки, ракети та інші костюми-суперджети Хоча першим більш-менш реалістичним описом льотного засобу можна назвати міф про Ікара та Дедала.
Поступово з польоту наслідувального (тобто польоту, заснованого на наслідування птахів) людство перейшло до польоту, що базується на математиці, логіці та законах фізики. Значна робота авіаторів в особі братів Райт, Альберта Сантос-Дюмона, Гленна Хаммонда Кертіса лише зміцнили віру людини в те, що політ можливий, і рано чи пізно холодні мерехтливі точки на небі стануть ближчими, і ось тоді…
Перші згадки про космонавтику як науку почалися в 30-х роках ХХ століття. Сам термін «космонавтика» з'явився у назві наукової праці Арі Абрамовича Штернфельда «Вступ до космонавтики». На батьківщині, у Польщі, його працями наукова спільнота не зацікавилася, зате інтерес виявили у Росії, куди автор і переїхав згодом. Згодом з'явилися інші теоретичні роботи і навіть перші експерименти. Як наука космонавтика сформувалася лише у середині 20 століття. І хто б що не казав, а дорогу до космосу відкрила наша Батьківщина.
Основоположником космонавтики вважається Костянтин Едуардович Ціолковський. Колись він казав: « Спочатку неминуче йдуть: думка, фантазія, казка, а за ними йде точний розрахунок». Пізніше, 1883 року, він висловив думку про можливість використання реактивного руху для створення міжпланетних літальних апаратів. Але було б неправильно не згадати таку людину, як Микола Іванович Кібальчич, який висунув саму ідею можливості побудови ракетного літального апарату.
У 1903 році Ціолковський публікує наукову роботу «Дослідження світових просторів реактивними приладами», де він приходить до висновку, що ракети на рідкому паливі можуть вивести людину в космос. Розрахунки Ціолковського показали, що польоти до космосу — справа найближчого майбутнього.
Трохи пізніше до робіт Ціолковського додалися праці зарубіжних ракетобудівників: на початку 20-х німецький учений Герман Оберт також виклав принципи міжпланетного польоту. У середині 20-х американець Роберт Годдард почав розробляти та побудував успішний прототип рідинного ракетного двигуна.
Праці Ціолковського, Оберта та Годдарда стали своєрідним фундаментом, на якому виросло ракетобудування і пізніше вся космонавтика. Основна науково-дослідна діяльність велася у трьох країнах: у Німеччині, США та СРСР. У Радянському Союзі дослідження вели Група вивчення реактивного руху (Москва) та Газодинамічна лабораторія (Ленінград). На їх основі в 30-х роках було створено Реактивний інститут (РНДІ).
У Німеччині працювали такі фахівці, як Йоханнес Вінклер та Вернер фон Браун. Їхні дослідження в області реактивних двигунів дали потужний поштовх ракетобудуванню після Другої світової війни. Вінклер довго не прожив, а фон Браун переїхав до США і довгий час був справжнісіньким батьком космічної програми Сполучених Штатів.
У Росії ж справу Ціолковського продовжив інший великий російський учений Сергій Павлович Корольов.
Саме він створив групу вивчення реактивного руху і саме в ній створили та успішно запустили перші вітчизняні ракети — ГІРД 9 та 10.
Про технології, людей, ракети, розвиток двигунів і матеріалів, вирішені проблеми і зроблений шлях можна написати стільки, що стаття вийде довше відстані від Землі до Марса, так що опустимо частину подробиць і перейдемо до найцікавішої частини — практичної космонавтики.
4 жовтня 1957 року людство здійснило перший успішний запуск космічного супутника. Вперше творіння рук людських проникло за межі земної атмосфери. Цього дня весь світ був уражений успіхами радянської науки та техніки.
Що було доступне людству в 1957 з обчислювальної техніки? Ну, варто зазначити, що у 1950-х у СРСР були створені перші обчислювальні машини, а лише у 1957 році в США з'явився перший комп'ютер на базі транзисторів (а не радіоламп). Ні про які гіга-, мега- і навіть кілофлопс не йшлося. Типовий комп'ютер на той час займав кілька кімнат і видавав «лише» кілька тисяч операцій на секунду (ЕОМ Стріла).
Прогрес космічної галузі був колосальний. Всього за кілька років точність систем управління ракет-носіїв і космічних апаратів виросла настільки, що з похибки в 20-30 км при виведенні на орбіту в 1958 людина зробив крок у посадку апарата на Місяці в п'ятикілометровий радіус до середини 60-х.
Далі — більше: у 1965 році стало можливим передати на Землю фотографії з Марса (а це відстань більш ніж 200 000 000 кілометрів), а вже 1980 року — з Сатурна (відстань — 1 500 000 000 кілометрів!). Говорячи про Землю — зараз сукупність технологій дозволяє отримувати актуальну, достовірну та детальну інформацію про природні ресурси та стан навколишнього середовища
Разом із освоєнням космосу йшов розвиток усіх «попутних напрямків» — космічного зв'язку, телемовлення, ретрансляції, навігації тощо. Супутникові системи зв'язку стали охоплювати практично весь світ, роблячи можливим двосторонній оперативний зв'язок з будь-якими абонентами. Зараз супутниковий навігатор є в будь-якій машині (навіть у іграшковій), а тоді існування подібного здавалося чимось неймовірним.
У другій половині 20 століття почалася ера пілотованих польотів. У 1960-1970-х роках радянські космонавти продемонстрували здатність людини працювати поза космічним кораблем, а з 1980-1990-х рр. люди стали жити і працювати в умовах невагомості мало не роками. Зрозуміло, що кожна така подорож супроводжувалася безліччю різноманітних експериментів — технічних, астрономічних і таке інше.
Величезний внесок у розвиток передових технологій зробили проектування, створення та використання складних космічних систем. Автоматичні космічні апарати, що відправляються в космос (у тому числі до інших планет), по суті, є роботами, якими керують із Землі за допомогою радіокоманд. Необхідність створення надійних систем на вирішення подібних завдань призвела до повнішого розуміння проблеми аналізу та синтезу складних технічних систем. Нині такі системи знаходять застосування як у космічних дослідженнях, і у багатьох інших галузях людської діяльності.
Взяти, наприклад, погоду - звична справа, в мобільних апсторах для її виведення існують десятки і навіть сотні додатків. Але де із завидною періодичністю брати знімки хмарного покриву Землі, не з самої Землі? ;) Ось ось. Не так фантастично, як 30-40 років тому звучать слова «космічна кузня». В умовах невагомості можна організувати таке виробництво, яке просто неможливе (або не вигідно) розгортати в умовах земної гравітації. Наприклад, стан невагомості можна використовувати для отримання надтонких кристалів напівпровідникових з'єднань. Такі кристали знайдуть застосування у електронній промисловості до створення нового класу напівпровідникових приладів.
Зображення з моєї статті про виробництво процесорів
За відсутності гравітації рідкий метал, що вільно ширяє, та інші матеріали легко деформувати слабкими магнітними полями. Це відкриває шлях для отримання злитків будь-якої наперед заданої форми без їхньої кристалізації у виливницях, як це робиться на Землі. Особливість таких зливків - майже повна відсутність внутрішньої напруги і висока чистота.
| Цікаві пости з Хабра: habrahabr.ru/post/170865 |
Загалом ... вже зараз у космосі робиться стільки всього - іноді що-небудь розкажуть, не повіриш:)
ПОНАЇХАЛИ!
Москва, метро ВДНГ — з якого боку не подивися, а пам'ятник «Підкорювачам космосу» не можна не помітити.
Але не багато хто знає, що в цокольній частині 110-метрового монумента знаходиться найцікавіший музей космонавтики, в якому можна дізнатися про історію науки: там вам і «Білка» зі «Стрілкою», і Гагарін з Терешковою, і скафандри космонавтів з місяцеходами …
У музеї знаходиться (виконаний у мініатюрі) Центр управління польотами, де можна спостерігати Міжнародну космічну станцію у реальному часі та здійснювати переговори з екіпажем. Інтерактивна кабіна «Буран» із системою рухливості та панорамним стереозображенням. Інтерактивний пізнавальний та навчальний клас, виконаний у вигляді кают. У спеціальних зонах розміщені інтерактивні експонати, які включають тренажери, ідентичні тренажерам у Центрі підготовки космонавтів імені Ю. А. Гагаріна: тренажер транспортного космічного корабля зближення та стикування, віртуальний тренажер міжнародної космічної станції, тренажер пил. Ну і, звичайно ж, куди без жодних кіно- та фотоматеріалів, архівних документів, особистих речей діячів ракетно-космічної галузі, предметів нумізматики, філателії, філокартії та фалеристики, творів образотворчого та декоративно-ужиткового мистецтва…
Сувора реальність
Під час написання цієї статті було приємно освіжити в пам'яті історію, але зараз все якось не так оптимістично, чи зовсім недавно ми були супербізонами та лідерами космічного простору, а зараз навіть супутник вивести на орбіту не можемо… Проте ми живемо в дуже цікавий час — якщо раніше найменші технічні поступи йшли роками та десятиліттями, то зараз технології розвиваються значно швидше. Взяти той же інтернет - ще не забуті ті часи, коли ледве-ледве відкривалися WAP-сайти на двоколірних дисплейчиках телефонів, а зараз ми можемо звідки завгодно робити на телефоні (в якому і пікселів-то не видно) що завгодно. ЩО ЗАВГОДНО. Мабуть, найкращим завершенням цієї статті буде відомий виступ американського коміка Louis C. K, "Все чудово, але всі незадоволені":
Космос живий! Космос не може бути мертвим. Є багато інноваційних проектів, що розробляються у всьому світі, які мають розширити наше розуміння Всесвіту. Вони використовують неймовірні технології, але багатьом із них потрібно ще багато часу на реалізацію. Хоча в астрономічних масштабах це зовсім небагато.
Коли в NASA почалося суттєве скорочення бюджету, коли закінчилися космічні перегони, коли розвалився СРСР - надії людей на освоєння космосу по всьому світу тріснули швами. Але силами приватних компаній та інноваційних проривів космічних агентств усього світу космос все ж таки буде освоєний. Є безліч проектів, які змушують рухатися прогрес у сфері планетарної науки, освоєння глибокого космосу та пошуку позаземних форм життя.
WorldView-3 пропонує надзвичайно детальні зображення Землі. Він був створений компанією DigitalGlobe, чиї супутники використовували Google Earth. Нині компанія навколо Землі обертається п'ять супутників. WorldView-3 важить 2 тонни, має 6 метрів заввишки і сканує 120 000 квадратних кілометрів щодня. Рівень деталізації варіюється від 40 до 20 см, що дозволяє людям бачити окремі рослини або розрізняти марку автомобіля. Також супутник збирає дані про сільськогосподарські культури та допомагає визначити, яким рослинам не вистачає води, а які вже дозріли. Дослідники зіставляють знімки та можливі сценарії розвитку. WorldView-3 отримав назву "суперкомп'ютер серед супутників".
2. Solar Probe Plus
Цей космічний апарат NASA розміром із невеликий автомобіль буде запущений у 2018 році. Серед його завдань буде вивчення атмосфери Сонця, причому практично впритул - до 2 мільйонів кілометрів від світила. Апарат омине Сонце 24 рази. Перший оборот відбудеться за 2 місяці після запуску на відстані 7 мільйонів кілометрів від Сонця, а після цього почнеться зближення. Зрештою, апарат підійде до Сонця ближче, ніж Меркурій. Місія триватиме три роки. Зонд оснащений спеціальним тепловим щитом із композитного вуглецю, який повинен захищати його від температури до 2550 градусів за Цельсієм.
3. Батарея для глибокого космосу
Жодне космічне агентство не відмовилося б від паливного елемента, який можна було б використати під час місій. Новий накопичувач енергії необхідний для прогресу у дослідженнях NASA, тому організація зовсім недавно уклала чотири контракти на його розробку. Зберігання енергії є критичним для місій на астероїди, Марс або за його межі. Пропозиції щодо цього проекту роблять різноманітні центри розробки NASA, урядові дослідні центри та академічні інститути.
EmDrive – це експериментальна технологія рухової установки, розробка якої знаходиться на ранній стадії. Була створена Робертом Шоєром у 2006 році, але цього року установкою зацікавилося NASA. Експеримент, проведений Гарольдом Уайтом, показав, що хоч ніхто й не знає, як. Дослідники всього світу почали створювати власні версії двигуна.
EmDrive – це двигун на мікрохвильовій тязі з живленням від сонячної електроенергії, який може бути запущений у глибокий космос без рідкого палива та розігнати космічний апарат до швидкості, що набагато перевищує доступну сьогодні. Насправді ніхто не знає, як цей двигун працює – по суті, він порушує закон збереження імпульсу. Є думка, що двигун не працюватиме, оскільки в експерименті закралася помилка.
5. Повідомлення Hello Kitty
Японія намагається зацікавити дітей та студентів у вивченні астрофізики, посилаючи Hello Kitty у космос на супутнику та приймаючи надіслані іграшкою повідомлення на Землі. Одна з цілей проекту – залучити інвестиції приватних компаній у супутники. Оскільки Hello Kitty є одним із найпопулярніших персонажів у Японії, її культурна популярність допоможе підвищити поінформованість про космічну техніку. Sanrio, материнська компанія Hello Kitty, також проводить конкурс, який дозволить людям надсилати повідомлення своїм близьким прямо із космосу.
6. "Розетта"
Мисливець за кометами «Розетта» на орбіті комети, що прямує до Сонця зі швидкістю 40 000 кілометрів на годину. Космічний корабель подорожував до комети 10 років, щоб спустити невеликий дослідницький апарат на її поверхню у листопаді та зробити забір матеріалу комети. Мета судна – зрозуміти, як планети могли бути сформовані з комет.
7. Японський космічний ліфт
Корпорація Obayashi, розташована в Токіо, планує побудувати до 2050 космічну станцію, яка буде на висоті 36 000 кілометрів над Землею. Компанія планує відправляти туристів нагору на ліфті з вуглецевих нанотрубок зі швидкістю близько 200 кілометрів на годину (подорож займе приблизно тиждень) і живити весь пристрій сонячними батареями на космічній станції, що плаває як противага трохи вище. Obayashi каже, що гадки не має, скільки коштуватиме такий проект, але працює над ним.
Tethers Unlimited уклала контракт на 500 000 доларів на розробку засобу під назвою SpiderFab, який використовуватиме 3D-принтери для створення структур, для допомоги нам у пошуку позаземного життя. Основним завданням SpiderFab буде позбавити нас необхідності відправляти що-небудь з Землі - все буде збиратися прямо в космосі.
3D-друк пропонує масу вигідних переваг для освоєння космосу: зниження часу подорожей, вартості, відходів, збільшення настроюваності та припасування розмірів частин. Бракувало лише матеріалів. NASA розробило 3D принтер, який може вибирати між різними типами сплавів для друку частин космічних апаратів. SpaceX нещодавно надрукувала головний клапан окисника для однієї зі своїх ракет за допомогою такого принтера. Компанія повідомила, що використовуватиме технологію протягом трьох років і скоро спробує надрукувати рухову камеру.
Космічний літак Skylon, розроблений британським інженером, може використовуватися для різних цілей, від екстреного реагування до космічних місій. Принцип посадки та зльоту Skylon аналогічний звичайному літаку – за винятком того, що йому потрібна велика злітна смуга – але двигуни працюють на рідкому кисні та водні. Команда винахідників стверджує, що Skylon буде готовим до польотів у 2018 році.
10. Надруковані на 3D-принтерах космічні телескопи
Один із аерокосмічних інженерів NASA працює над будівництвом космічного телескопа повністю з 3D-друкарських частин. Використовуючи швидке прототипування для 3D-друку з використанням металу, NASA стверджує, що може завершити один проект лише за три місяці. важко виготовляти, тому 3D-друк всіх частин – від дзеркал до камери – допоможе подолати матеріальні та операційні труднощі.
Космонавтика у Росії багато в чому успадковує космічні програми Радянського Союзу. Головним органом управління космічної галузі Росії є державна корпорація «Роскосмос».
Дана організація контролює низку підприємств, а також наукових об'єднань, переважна більшість яких була створена за часів СРСР. Серед них:
- Центр керування польотами. Науково-дослідний підрозділ інституту машинобудування (ФГУП ЦНДІмаш). Засновано у 1960-му році та базується в наукограді під назвою Корольов. До завдань ЦУПа входить контроль та управління польотами космічних апаратів, які можуть обслуговуватися одночасно у кількості до двадцяти апаратів. Крім того, у ЦУПі проводяться розрахунки та дослідження, спрямовані на підвищення якості управління апаратами та вирішення деяких завдань у сфері управління.
- Зіркове містечко — закрите селище міського типу, яке засноване 1961-го року на території Щолківського району. Однак у 2009-му році було виділено до окремого округу та виведено зі складу Щелково. На території 317,8 га розташовані житлові будинки для всього персоналу, працівників Роскосмосу та їхніх сімей, а також усіх космонавтів, які тут же проходять космічну підготовку в ЦПК. На 2016 рік кількість жителів містечка становить понад 5600.
- Центр підготовки космонавтів названий ім'ям Юрія Гагаріна. Заснований у 1960-му році і розташований у Зірковому містечку. Підготовка космонавтів забезпечена низкою тренажерів, двома центрифугами, літаком-лабораторією та триповерховою гідролабораторією. Остання дозволяє створити умови невагомості, аналогічні умовам МКС. У цьому використовується повнорозмірний макет космічної станції.
- Космодром "Байконур". Заснований у 1955-му році на території 6717 км² біля міста Казали, Казахстан. На даний момент орендується Росією (до 2050-го року) і є лідером за запусками – 18 ракет-носіїв за 2015-й рік, у той час як Мис Канаверал відстає на один запуск, а космодром Куру (ЄКА, Франція) налічує 12 запусків протягом року. Зміст космодрому включає дві суми: оренда – 115 млн. доларів, підтримка робочого статку – 1,5 млрд. доларів.
- Космодром «Східний» почав створюватись у 2011-му році в Амурській області, біля міста Ціолковський. Крім створення другого "Байконуру" на території Росії, "Східний" призначений також для проведення комерційних польотів. Космодром розташований неподалік розвинених залізничних вузлів, автомагістралей, а також аеродромів. Крім того, у зв'язку з вдалим розташуванням «Східного», частини ракет-носіїв, що відокремлюються, будуть падати в малонаселених районах або зовсім в нейтральних водах. Вартість створення космодрому становитиме близько 300 млрд рублів, на 2016-й рік витрачено третину цієї суми. 28 квітня 2016 року стався перший запуск ракети, яка вивела три супутники на орбіту Землі. Запуск пілотованого корабля заплановано на 2023 рік.
- Космодром "Плесецьк". Заснований у 1957 році біля міста Мирний, Архангельська область. Займає 176200 гектарів. "Плесецьк" призначений для проведення запусків стратегічних оборонних комплексів, непілотованих космічних наукових та комерційних апаратів. Перший запуск з космодрому відбувся 17 березня 1966 року, коли стартувала ракета-носій «Схід-2», з супутником «Космос-112» на борту. У 2014 році стався запуск новітньої ракети-носія під назвою «Ангара».
Запуск із космодрому «Байконур»
Хронологія розвитку вітчизняної космонавтики
Розвиток вітчизняної космонавтики бере свій початок у 1946-му році, коли було засновано Досвідчено-конструкторське бюро №1, мета якого – розробка балістичних ракет, ракет-носіїв, а також супутників. У 1956-1957 роках працями бюро була спроектована ракета-носій міжконтинентальна балістична ракета Р-7, за допомогою якої 4 жовтня 1957 на орбіту Землі був виведений перший штучний супутник «Супутник-1». Запуск відбувся на науково-дослідному полігоні «Тюра-Там», розробленому спеціально для цієї мети, і який пізніше буде названо «Байконур».
3 листопада 1957 року стався запуск другого супутника, цього разу з живою істотою на борту – собакою на ім'я Лайка.
Лайка - перша жива істота на орбіті землі
З 1958 року почалися запуски міжпланетних компактних станцій для вивчення в рамках однойменної програми. 12 вересня 1959 року вперше людський космічний апарат («Місяць-2») досяг поверхні іншого космічного тіла – Місяця. На жаль, «Місяць-2» впав на поверхню Місяця зі швидкістю 12000 км/год, внаслідок чого конструкція миттєво перейшла у газовий стан. У 1959-му році «Місяць-3» отримав знімки зворотного боку Місяця, що дозволило СРСР дати найменування більшості її елементів ландшафту.
Історія розвитку космонавтики
Щоб оцінити внесок тієї чи іншої людини у розвиток якоїсь галузі знань, треба простежити історію розвитку цієї галузі та спробувати побачити прямий чи опосередкований вплив ідей та праць цієї людини на процес досягнення нових знань та нових успіхів. Розглянемо історію розвитку ракетної техніки та історії ракетно-космічної техніки, що випливає з неї.
Зародження ракетної техніки
Якщо говорити про саму ідею реактивного руху і першу ракету, то ця ідея та її втілення народилися в Китаї приблизно у 2 столітті н.е. Рушійною силою ракети був порох. Китайці спочатку використовували цей винахід для розваг – китайці досі є лідерами у виробництві феєрверків. А потім поставили цю ідею на озброєння, у прямому сенсі слова: такий "феєрверк" прив'язаний до стріли збільшував дальність її польоту приблизно на 100 метрів (що було однією третиною від усієї довжини польоту), а при влученні мета запалювалася. Була й більш грізна зброя на тому ж принципі - "списи запеклого вогню".
У такому примітивному вигляді реактивні ракети проіснували до XIX століття. Тільки наприкінці 19-го століття почали робити спроби математично пояснити реактивний рух і створити серйозне озброєння. У Росії однією з перших цим питанням зайнявся Микола Іванович Тихомиров в 1894 32 . Тихомиров пропонував використовувати як рушійної сили реакцію газів, що виходять при згорянні вибухових речовин або легко займисті рідких горючих у поєднанні з навколишнім середовищем, що ежектується. Тихомиров став займатися цими питаннями пізніше Ціолковського, але у сенсі реалізації просунувся набагато далі, т.к. він мислив більш приземлено. 1912 року він представив морському міністерству проект реактивного снаряда. У 1915 подав прохання про видачу привілею на новий тип "саморушних мін" для води та повітря. Винахід Тихомирова отримало позитивну оцінку експертної комісії під головуванням М. Є. Жуковського. У 1921 за пропозицією Тихомирова у Москві було створено лабораторія розробки його винаходів, яка згодом (після переведення до Ленінграда) найменування Газодинамічної лабораторії (ГДЛ). Незабаром після заснування діяльність ГДЛ зосередилася створення ракетних снарядів на бездимному пороху.
Паралельно з Тихомировим над ракетами на твердому паливі працював колишній полковник царської армії Іван Граве. У 1926 році він отримав патент на ракету, яка як паливо використовувала особливий склад димного пороху. Він став пробивати свою ідею, писав навіть у ЦК ВКП(б), але ці клопоти завершилися цілком типово на той час: полковник царської армії Граве був заарештований і засуджений. Але І.Граве ще зіграє свою роль у розвитку ракетної техніки в СРСР і візьме участь у розробці ракет для знаменитої "Катюші".
У 1928 році була запущена ракета, паливом для неї служив порох Тихомирова. У 1930 році на ім'я Тихомирова видано патент на рецептуру такого пороху та технологію виготовлення шашок із нього.
Американський геній
За кордоном проблемою реактивного руху одним із перших зайнявся американський вчений Роберт Хітчінгс Годдард 34 . Годдард в 1907 пише статтю "Про можливість переміщення в міжпланетному просторі", яка за духом дуже близька роботі Ціолковського "Дослідження світових просторів реактивними приладами", правда Годдард поки обмежується тільки якісними оцінками і жодних формул не виводить. Годдарду тоді було 25 років. У 1914 році Годдард отримує патенти США на конструкцію складової ракети з конічними соплами та ракети з безперервним горінням у двох варіантах: із послідовною подачею в камеру згоряння порохових зарядів та з насосною подачею двокомпонентного рідкого палива. З 1917 року Годдард веде конструкторські розробки у сфері твердопаливних ракет різного типу, зокрема, багатозарядної ракети імпульсного горіння. З 1921 року Годдард переходить до експериментів з рідинними ракетними двигунами (окислювач - рідкий кисень, пальне - різні вуглеводні). Саме ці ракети на рідкому паливі стали першими прабатьками космічних ракет-носіїв. У своїх теоретичних роботах він неодноразово відзначав переваги рідинних ракетних двигунів. 16 березня 1926 року Годдард проводить успішний запуск найпростішої ракети з витіснювальною подачею (паливо - бензин, окислювач - рідкий кисень). Стартова вага – 4.2 кг, досягнута висота – 12.5 м, дальність польоту – 56 м. Годдарду належить першість у запуску ракети на рідкому паливі.
Роберт Годдард був людиною складного, складного характеру. Він волів працювати потай, у вузькому колі довірених людей, сліпо йому підпорядковувалися. За словами одного з його американських колег, Годдард вважав ракети своїм приватним заповідником, і тих, хто працював над цим питанням, розглядав як браконьєрів... Таке його ставлення призвело до того, що він відмовився від наукової традиції повідомляти про свої результати через наукові журнали... 35. Можна додати: і не лише через наукові журнали. Дуже характерна відповідь Годдарда від 16 серпня 1924 року радянським ентузіастам дослідження проблеми міжпланетних польотів, які щиро бажали встановити наукові зв'язки з американськими колегами. Відповідь зовсім коротка, але в ньому весь характер Годдарда :
"Університет Кларка, Уорчестер, Массачузетс, відділення фізики. Пану Лейтейзену, секретареві товариства дослідження міжпланетних зв'язків. Москва, Росія.
Шановний сер! Я радий дізнатися, що в Росії створено суспільство з дослідження міжпланетних зв'язків, і я буду радий співпрацювати в цій роботі. межах можливого. Однак друкований матеріал, що стосується роботи або експериментальних польотів, що проводиться зараз, відсутній. Дякую за ознайомлення з матеріалами. Щиро ваш, директор фізичної лабораторії Р.Х. Годдард " 36 .
Цікавим виглядає ставлення Ціолковського до співпраці із закордонними вченими. Наведемо уривок з його листа до радянської молоді, опублікованого в "Комсомольській правді" у 1934 р.:
"У 1932 році найбільше капіталістичне Товариство металевих дирижаблів надіслало мені листа. Просили дати докладні відомості про мої металеві дирижаблі. Я не відповів на ці запитання. Я вважаю свої знання надбанням СРСР " 37 .
Таким чином, можна зробити висновок, що ні з того, ні з іншого боку не було жодного бажання співпрацювати. Вчені дуже ревно ставилися до своєї роботи.
Спори про пріоритет
Теоретики та практики ракетної техніки на той час були повністю роз'єднані. Це були ті самі "... не пов'язані один з одним дослідження та досвіди багатьох окремих учених, що атакують невідому область вразброд, подібно до орди кочових вершників", про які, щоправда, до електрики, писав Ф. Енгельс в "Діалектиці природи" . Роберт Годдард дуже довгий час нічого не знав про праці Ціолковського, так само як і Герман Оберт, який працював з рідинними ракетними двигунами та ракетами в Німеччині. Так само самотній був у Франції один з піонерів космонавтики, інженер і льотчик Робер Есно-Пельтрі, майбутній автор двотомної праці «Астронавтика».
Розділені просторами та межами, не скоро дізнаються вони один про одного. 24 жовтня 1929 року Оберт розбуде, напевно, єдину в усьому містечку Медіаше друкарську машинку з російським шрифтом і відправить до Калуги листа Ціолковського. " Я, зрозуміло, найостанніший, хто став би заперечувати Вашу першість і Ваші заслуги у справі ракет, і я тільки жалкую, що не раніше 1925 року почув про Вас. Я був би, напевно, в моїх власних роботах сьогодні набагато далі і обійшовся б без тих багатьох марних праць, знаючи ваші чудові роботи",- Відверто і чесно писав Оберт. Але ж нелегко написати так, коли тобі 35 років і ти завжди вважав себе першим.
У фундаментальній доповіді, присвяченій космонавтиці, француз Есно-Пельтрі жодного разу не згадав Ціолковського. Популяризатор науки письменник Я.І. Перельман, прочитавши роботу Есно-Пельтрі, написав Ціолковському до Калуги: " Є посилання на Лоренца, Годдарда, Оберта, Гомана, Вальє, але посилань на вас я не помітив. Схоже, що автор із Вашими працями не знайомий. Прикро!" Через деякий час газета "Юманіте" досить категорично напише: " Ціолковського справедливо слід визнати батьком наукової астронавтики". Виходить якось ніяково. Есно-Пельтрі намагається все пояснити: " ...я зробив всі зусилля для того, щоб отримати їх (роботи Ціолковського.- Я.Г.). Для мене виявилося неможливим отримати хоча б маленький документ до моїх доповідей 1912 року". Уловлюється деяке роздратування, що він пише, що у 1928 року отримав " від професора С. І. Чижевського заяву з вимогою підтвердити пріоритет Ціолковського". "Мені здається, я повністю задовольнив її",- пише Есно-Пельтрі. 39
Американець Годдард за все життя в жодній зі своїх книг, ні в статтях ніколи не називав Ціолковського, хоча отримував його калузькі книги. Втім, ця важка людина взагалі рідко посилалася на чужі роботи.
Нацистський геній
23 березня 1912 року у Німеччині народився Вернер фон Браун – майбутній творець ракети ФАУ-2. Його ракетна кар'єра почалася з читання науково-популярної літератури та спостереження за небом. Пізніше він згадував: " То була мета, якій можна було присвятити все життя! Не лише спостерігати планети в телескоп, а й самому прорватися у Всесвіт, досліджувати таємничі світи 40. Серйозний не по роках хлопчик зачитувався книгою Оберта про польоти в космос, кілька разів дивився фільм Фріца Ланга "Дівчина на Місяці", а в 15 років вступив до товариства космічних подорожей, де познайомився зі справжніми фахівцями-ракетниками.
Сім'я Браунів була схиблена на війні. Серед чоловіків будинку фон Браунов тільки й йшли розмови, що про зброю та війну. Ця сім'я, мабуть, була не позбавлена того комплексу, який був притаманний багатьом німцям після поразки у Першій Світовій війні. 1933 року в Німеччині до влади прийшли нацисти. Барон та справжній арієць Вернер фон Браун зі своїми ідеями реактивних ракет припав до двору новому керівництву країни. Він вступив у СС, і став швидко підніматися кар'єрними сходами. На його дослідження влада виділяла величезні гроші. Країна готувалася до війни, і фюреру була дуже потрібна нова зброя. Про польоти в космос Вернеру фон Брауну доводиться забути довгі роки. 41
Наприкінці 1934 року фон Браун і Рідель запустили з острова Боркум дві ракети A-2, прозвані Макс і Моріц на ім'я популярних коміків. Ракети злетіли на півтори милі – це був успіх! У 1936 року на остові Узедом у Балтійському морі, неподалік родових володінь фон Браунов, почалося будівництво надсучасної військової бази Пенемюнде. Наприкінці 1937 року у Пенемюнді ракетникам вдалося створити 15-метрову ракету А-4, яка могла перенести тонну вибухівки на 200 кілометрів. Це була перша історія сучасна бойова ракета. Її прозвали "Фау" - від першої літери німецького слова Vergeltungswaffee (що перекладається як "зброя відплати"). Влітку 1943 року на узбережжі Франції збудували бетонні бункери для запуску ракет. Гітлер вимагав до кінця року засипати ними Лондон. Карти сплутала робота англійської розвідки. Фон Браун був майстром маскування, і довго літаки союзників просто не залітали в прибалтійські дюни. Проте в липні 1943 року польські партизани зуміли дістати і переправити до Лондона креслення "Фау" та план ракетної бази. Через тиждень у Пенемюнді прилетіли 600 англійських "літаючих фортець". У вогненній бурі загинули 735 людей та всі готові ракети. Виробництво ракет було перенесено у вапняні гори Гарца, де у підземному таборі Дора працювали тисячі в'язнів. Через рік 1944 року союзники висадилися у Франції та захопили майданчики запуску "Фау". Настав час фон Брауна, адже його ракети летіли далі і цілком могли запускатися з території Голландії чи навіть Німеччини. Ще листопаді 1943 року " Фау-2 " випробували на польських селах, у тому числі для конспірації не виселили жителів. Ракети не потрапили в ціль, але німці втішали себе тим, що в таку велику ціль, як Лондон, потрапити легше. І попадали - з вересня 1944 по березень 1945-го по Лондону та Антверпену випустили 4300 ракет "Фау-2", які вбили 13029 людей. 42
Але вже було пізно. То була агонія нацистської влади. У січні 1945 року до Пенемюнди підступили радянські війська. 4 квітня охоронці покинули Дору, розстрілявши перед цим 30 тисяч в'язнів. Фон Браун сховався на альпійському лижному курорті, де 10 травня 1945 з'явилися американці. Його, штурмбанфюрера СС, запросто могли розстріляти чи взяти під арешт. Навіть його майбутній начальник генерал Медаріс, який штурмував у лавах союзників Берлін, пізніше зізнався, що, потрап йому Браун в 1945-му, він би не замислюючись його повісив. Але Браун потрапив до рук зовсім інших людей - спеціальних агентів американської місії "Paper-Clip" ("скріпка"), яка шукала німецьких ракетників. "Ракетного барона" з усіма почестями переправили за океан як особливо цінний тягар. 43
Під керівництвом барона фон Бауна американські інженери чаклували над вивезеними із Німеччини "Фау-2". Вже в 1945 році компанія "Конвеєр" виготовила ракету МХ-774, де замість одного двигуна "Фау" було встановлено чотири. 1951-го лабораторія фон Брауна розробила балістичні ракети "Редстоун" та "Атлас", які могли нести ядерні заряди. В 1955 Вернер фон Браун стає громадянином США, про нього стало дозволено писати в пресі.
4 жовтня 1957 року в небо злетів перший радянський супутник, що сильно підірвало престиж американців. Американський "Експлорер" був запущений лише через 119 днів, а радянські лідери вже натякали на швидкий політ людини в космос. Так почалися космічні перегони. Запуск ракет у США перейшов із одноосібного ведення Пентагону до рук державного агентства НАСА. За нього було створено космічний центр імені Джона Маршалла в Хантсвіллі під науковим керівництвом Вернера фон Брауна. Тепер у Брауна було ще більше грошей і людей, ніж у Пенемюнді, і він нарешті зміг здійснити давню мрію про космічні польоти.
Першу ракету-носій "Атлас" згодом змінила потужніша "Титан", а потім і "Сатурн". Саме остання 16 липня 1969 року доставила на Місяць "Аполлон-11", і весь світ, затамувавши подих, спостерігав перші кроки Нейла Армстронга та американський прапор на Місяці. Програму Аполлон, як і попередні космічні польоти, розробляв Вернер фон Браун. Вершини своєї кар'єри Браун досяг у 1972 році – він став заступником директора НАСА та начальником космодрому на мисі Канаверал. Нацистський геній Вернер фон Браун прожив 65 років повного, багатого, і в сенсі грошей і в сенсі вражень, щасливого життя. Він був щасливий і в роботі, і в особистому житті.
Радянський геній
Повернемося знову до минулого, до СРСР. 12 січня 1907 року у м. Житомирі у ній вчителя російської словесності П.Я. Корольова народжується син - Сергій Павлович Корольов 44 . Корольов з дитинства почав захоплюватися літаками та аеропланами. Однак його особливо захоплювали польоти у стратосфері та принципи реактивного руху. У вересні 1931 р. С.П. Корольов у віці 24 років, та талановитий ентузіаст у галузі ракетних двигунів Ф.А.Цандер, якому тоді було вже 44 роки, домагаються створення в Москві за допомогою Осоавіахіма – Групи вивчення реактивного руху (ГІРД): У квітні 1932 р. вона стає за суті державною науково-конструкторською лабораторією з розробки ракетних літальних апаратів, у якій створюються та запускаються перші вітчизняні рідинні балістичні ракети (БР) ГІРД-09 та ГІРД-10.
У 1933 р. на базі московської ГІРД та ленінградської Газодинамічної лабораторії (ГДЛ) засновується Реактивний науково-дослідний інститут (РНДІ) під керівництвом І.Т. Клейменова. С.П. Корольов призначається його заступником. Роботи в інституті велися за двома напрямками. Реактивні снаряди розроблялися відділом, яким керував Лангемак. До складу цього відділу і увійшли І. Граве та співробітники Тихомирова. Саме цим людям та цьому відділу Червона армія має бути вдячна за створення знаменитої "Катюші" 45 . Другий відділ РНДІ розробляв далекобійні ракети на рідкому паливі. У ньому працювали Сергій Корольов та Валентин Глушко. Проте розбіжності у поглядах із керівниками ГДЛ на перспективи розвитку ракетної техніки змушують С.П. Королева перейти на творчу інженерну роботу, і йому як начальнику відділу ракетних літальних апаратів у 1936 р. вдалося довести до випробувань крилаті ракети: зенітну – 217 з пороховим ракетним двигуном та далекобійну-212 з рідинним ракетним двигуном. 46
Наприкінці тридцятих років державна репресивна машина не оминула молодого конструктора. За помилковим звинуваченням С. П. Корольов був заарештований, і 27 вересня 1938 р. засуджений на 10 років ув'язнення у виправно-трудових таборах суворого режиму та відправлений на Колиму
У 1939 році нове керівництво НКВС вирішило організувати конструкторські бюро, в яких повинні були працювати ув'язнені фахівці. В одне з таких бюро, очолюване О.М. Туполєвим, теж ув'язненим, і був направлений Корольов. Цей колектив займався проектуванням та створенням пікіруючого бомбардувальника Ту-2. Незабаром після початку війни Особливе технічне бюро Туполєва евакуювали до Києва. В Омську Корольов дізнався, що в Казані аналогічне бюро займається ракетними прискорювачами бомбардувальника Пе-2 під керівництвом колишнього співробітника НДІ-3 Глушка. Корольов добився переведення до Казані, де став заступником Глушка. У ці роки він почав самостійно розробляти проект нового апарату - ракети для польотів у стратосферу. 27 липня 1944 року за указом Президії Верховної Ради СРСР Корольов та низка інших співробітників режимного КБ були достроково звільнені зі зняттям судимості.
Після закінчення війни у другій половині 1945 року Корольов у числі інших фахівців був відряджений до Німеччини вивчення німецької техніки. Особливий інтерес для нього представляла німецька ракета V-2 (Фау-2), що мала дальність польоту близько 300 км при стартовій масі близько 13 т.
13 травня 1946 р. було ухвалено рішення про створення в СРСР галузі з розробки та виробництва ракетного озброєння з рідинними ракетними двигунами. Відповідно до цієї постанови передбачалося об'єднання всіх груп радянських інженерів з вивчення німецького ракетного озброєння Фау-2, що працювали з 1945 р. в Німеччині, в єдиний науково-дослідний інститут "Нордхаузен", директором якого був призначений генеоал-майор Л.М. Гайдуков, а головним інженером-технічним керівником – С.П. Корольов. 47
Паралельно з вивченням та випробуваннями ракети V-2 Корольов, призначений головним конструктором балістичних ракет, із групою співробітників розробив ракету на рідкому паливі Р-1; у травні 1949 р. відбулося кілька пусків геофізичних ракет такого типу. У ті роки були розроблені ракети Р-2, Р-5 і Р-11. Всі вони були прийняті на озброєння та мали наукові модифікації. У середині 1950-х років у КБ Корольова була створена знаменита Р-7 – двоступінчаста ракета, яка забезпечила досягнення першої космічної швидкості та можливість виведення на навколоземну орбіту літальних апаратів масою у кілька тонн. Ця ракета (з її допомогою були виведені на орбіту перші три супутники) потім була модифікована і перетворена на триступінчасту (для виведення «лунників» та польотів з людиною). Перший супутник був запущений 4 жовтня 1957 року, через місяць - другий, з собакою Лайкою на борту, а 15 травня 1958 року - третій, з великою кількістю наукової апаратури. З 1959 року Корольов керував програмою досліджень Місяця. В рамках цієї програми до Місяця було направлено кілька космічних апаратів, у тому числі апаратів з м'якою посадкою, а 12 квітня 1961 року здійснено перший політ людини в космос. За життя Корольова на його космічних кораблях у космосі побувало ще десять радянських космонавтів, було здійснено вихід людини у відкритий космос (А.А. Леонов 18 березня 1965 року на КК «Схід-2»). Королевим і групою організацій, що координувалися ним, були створені космічні апарати серій «Венера», «Марс», «Зонд», штучні супутники Землі серій «Електрон», «Блискавка-1», «Космос», розроблений космічний корабель «Союз».
Отже, можна назвати такі основні історичні віхи розвитку ракетної та космічної техніки та його основні постаті. Батьками рідкопаливних ракет були твердопаливні ракети на пороху. Ідея створення таких ракет йде далеко в давнину, тому всі дослідники з різних країн розпочали ці розробки незалежно один від одного наприкінці 19 століття. Але перша ідея перейти від твердопаливної ракети, до рідкопаливної належить Ціолковському. Пізніше Ціолковського американець Годдард незалежно від когось, сам доходить до цієї ідеї і перший втілює її в життя. У 30-х роках XX ст. майже одночасно в СРСР та Німеччині ведуться розробки балістичних ракет на рідкому паливі. Німецький геній барона Вернера фон Брауна виявляється успішнішим чи швидше щасливішим, радянського Сергія Корольова, якому радянська влада заважала, а фон Брауну німецькі повністю допомагали. 30-ті роки XX ст. - це прорив у ракетно-космічній галузі. Після Другої світової війни ракети ФАУ-2 Вернера фон Брауна стають основою створення радянських та американських балістичних ракет. З цих розробок виростають багатоступінчасті космічні ракети-носія. Ці повоєнні успіхи стають другим головним проривом у космонавтиці.
Список літератури
1. "Енциклопедія КОСМОНАВТИКА", М.: "Радянська енциклопедія", 1985, с. 398
2. М. Штейнберг "Гарне ім'я, що наводить страх", Незалежна газета, 17.06.2005
3. І.М. Бубнов " Роберт Годдард " , М.: " Наука " , 1978
4. Я.К. Голованов "Корольов та Ціолковський". РГАНТД. Ф.211 оп.4 д.150, с. 4-5
5. "Ми - спадкоємці Ціолковського", Комсомольська правда, 17.09.1947
6. Я.К. Голованов "Дорога на космодром", М: Дит. літ., 1982
7. В. Ерліхман, "Доктор Вернер. Мовчання ягнят", Профіль N.10, 1998
8. "Сергій Павлович Корольов. До 90-річчя від дня народження." Редколегія журналу "Ракетобудування та Космонавтика", ЦНДІмаш
9. М.Штейнберг "Гарне ім'я, що наводить страх", Незалежна газета, 17.06.2005
10. "Сергій Павлович Корольов. До 90-річчя від дня народження." Редколегія журналу "Ракетобудування та Космонавтика", ЦНДІмаш
