Первое, что поражает при взгляде на эпохальный «Восток», ― это катастрофически маленький размер. Сфера диаметром 2,3 метра, к которой с трудом поместиться рослый мужчина, а внутри еще приборы, кресло-катапульта и баллоны с воздухом. Юрий Гагарин, к счастью, был ростом 157 сантиметров, и все равно сидел в этой капсуле, как косточка в абрикосе.
А ведь именно эта тесная жестянка 12 апреля 1961 года пронесла человека над планетой со скоростью почти 28 тысяч километров в час. 108 (по другим данным ― 106) минут полета, один виток ― и мир стал другим. Разбираемся, как создавался корабль, из чего он состоял, и что во время полета пошло совсем не по плану.
Главное о корабле «Восток»
- Построила корпорация ОКБ-1 Сергея Королева.
- Летел на модифицированной баллистической ракете Р-7.
- Дата запуска: 12 апреля 1961 года.
- Экипаж: Юрий Гагарин.
- Длительность полета: 108 минут (по другим данным ― 106 минут).
- Максимальная высота: 327 км.
- Механизм запуска: космонавт катапультировался на высоте 7 км и приземлялся на парашюте отдельно от капсулы.
История создания космического корабля «Восток»
Космический корабль «Восток» буквально вырос из гонки вооружений. Носителем стала ракета Р-7, которую ученый и конструктор Сергей Королев изначально проектировал для доставки ядерных боеголовок в Вашингтон. Та самая Р-7, что в 1957-м забросила на орбиту первый спутник в виде металлического шарика с усиками антенн.
Логика Королева была простой: если рабочая и летающая ракета уже есть, то зачем строить новую? Достаточно лишь заменить боеголовку на кабину с человеком. На бумаге выглядит жутковато, но именно этот подход сэкономил годы работы и позволил ученым СССР обогнать американцев.
Официально проектирование пилотируемого корабля стартовало после принятия постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 569−264 от 22 мая 1959 года, а гонка началась в 1960-м, когда американская космическая программа «Меркьюри» начала наступать на пятки советским инженерам.
Хронология создания «Востока» была такой:
- 1958 год: Королев утверждает концепцию: сферический спускаемый аппарат + приборный отсек с тормозным двигателем.
- 1959 год: эскизный проект готов. Параллельно начинают отбирать будущих космонавтов среди трех тысяч летчиков. Отсеют почти всех, оставят только двадцать лучших.
- Май 1960 года: первый беспилотный запуск прототипа. Корабль вышел на орбиту, но из-за ошибки системы ориентации вместо торможения получился разгон, и корабль улетел на более высокую орбиту. Вернуть его не удалось.
- С июля по декабрь 1960 года: запуск корабля с собаками Чайкой и Лисичкой, закончившийся гибелью животных; успешный полет Белки и Стрелки; полунештатный полет с успешным возвращением на Землю Жульки и Жемчужины; полет Пчелки и Мушки, закончившийся гибелью животных.
- Март 1961 года: два подряд успешных запуска с манекенами и собаками. Последней, 25 марта, на орбиту слетала Звездочка, которая благополучно вернулась. Имя ей придумал сам Гагарин.
- 12 апреля 1961 года: полет Гагарина.
Между первым неудачным пуском с животными и полетом человека прошло меньше года. За это время команда Сергей Королева нашла и устранила десятки проблем, каждая из которых могла стоить жизни.
Характеристики космического корабля «Восток»
| Полная масса корабля | ~4 730 кг |
| Масса спускаемого аппарата | ~2 460 кг |
| Масса приборного отсека | ~2 270 кг |
| Диаметр спускаемого аппарата | 2,3 м |
| Длина корабля (полная, без ракеты) | ~4,4 м |
| Форма спускаемого аппарата | Сфера |
| Атмосфера кабины | Кислород + азот, ~1 атм |
| Управление полетом | Полностью автоматическое |
| Резервный запас автономности | До 10 суток |
| Стартовая масса ракеты с кораблем | 291,6 т |
Почему именно сфера? Капсулу более сложной формы конуса или колокола нужно точно ориентировать при входе в атмосферу, иначе собьется направление и она сгорит. Сфере же все равно, какой стороной лететь, она аэродинамически устойчива в любом положении.
Для первого в истории космического полета, когда знания о системе ориентации были только теоретическими, это было решающим аргументом. И именно такая перестраховка спасла Гагарину жизнь, ибо приборный отсек при спуске действительно отделился не сразу, и капсула какое-то время кувыркалась.
А зачем азот в кабине с экипажем? Американцы на «Меркьюри» заполняли капсулу чистым кислородом при пониженном давлении, что было проще, с инженерной точки зрения. Но достаточно искры, чтобы весь объем вспыхнул за секунду. В 1967 году это погубило троих астронавтов «Аполлона-1» прямо на стартовом столе, даже без полета. Советские инженеры об этом пожаре знать не могли, но решили не рисковать с чистым кислородом, заполнив кабину кислородом пополам с азотом.
Устройство космического корабля «Восток»
Конструктивно «Восток» состоит из двух модулей, скрепленных металлическими лентами-стяжками. Верхний представляет сферу, в которой летит человек, а нижний — цилиндр с двигателями и приборами. После торможения они расстегиваются, цилиндр сгорает в атмосфере, и сфера падает на Землю.
Спускаемый аппарат с человеком снаружи покрыт коркой из абляционного теплозащитного материала. При входе в атмосферу поверхность он нагревается до нескольких тысяч градусов и целенаправленно испаряется, унося тепло с собой.
Внутри находится герметичная кабина с креслом-катапультой, которая является самой экзотической деталью «Востока». У аппарата не было системы мягкой посадки, и при ударе о землю на скорости ~10 м/с космонавт бы получил травмы. Поэтому на высоте семи километров срабатывала система, крышка люка отстреливалась, и кресло вместе с пилотом вылетало наружу. Дальше срабатывал парашют и осуществлялось приземление отдельно от капсулы. В то время это был самый безопасный вариант.
Помимо герметичной кабины, внутри спускаемого аппарата были две приборных панели и «Взор». «Взор» ― оптический прибор, встроенный в один из трех иллюминаторов. Через систему зеркал и линз космонавт мог видеть горизонт Земли и по нему вручную определять ориентацию корабля.
Воздух внутри кабины очищался патронами с надпероксидом калия KO₂, который одновременно поглощает углекислый газ, выделяет кислород и впитывает влагу. Для ровного дыхания стоял специальный резиновый мешок в алюминиевом кожухе, который сглаживал перепады давления при вдохе и выдохе, чтобы космонавт не задыхался от сопротивления.
Были и запасы воды и еды в тюбиках в виде мясного пюре и шоколадного соуса. Гагарин поел в полете не от голода, а для проверки, может ли человек вообще глотать в невесомости. Оказалось, может.
Под сферой находились два конических блока, которые выполняли роль приборного отсека. Тормозная двигательная установка ТДУ-1 была единственным двигателем, способным вернуть корабль домой. Если бы он не запустился, Гагарину пришлось бы ждать, пока орбита не снизится сама за счет трения о верхние слои атмосферы. Именно на этот случай запас продуктов и воздуха рассчитывали на 10 суток. После включения ТДУ-1 приборный отсек становился бесполезным грузом. По команде он должен был отсоединиться и сгореть в атмосфере. Должен был, но этого не произошло.
Запуск космического корабля «Восток» и полет Юрия Гагарина
Утром 12 апреля Гагарина разбудили в шесть утра. Врачи измерили давление и пульс, все оказалось в норме. Скафандр надели заранее, и в нем, неуклюжем и тяжелом, пришлось провести три часа до старта. В 07:10 Гагарин занял место в кабине. Люк закрыли, но быстро выяснилось, что один из контактов «КП-3» не дает сигнала о герметичности. Техники раскрутили тридцать болтов, поправили датчик, и закрутили обратно. Гагарин ждал в кресле, и, говорят, насвистывал песенку.
Хроника полета Юрия Гагарина в космос 12 апреля 1962 года
| 09:07 | Старт. «Поехали!» |
| 09:09 | Отделение боковых блоков первой ступени |
| 09:12 | Сброс головного обтекателя. Гагарин впервые видит небо через иллюминатор |
| 09:18 | Выход на орбиту, отделение от третьей ступени |
| 09:22 | Радиограмма: «Вижу Землю... Красота-то какая!» |
| 10:25 | Включение тормозного двигателя ТДУ-1 |
| 10:35 | Разделение отсеков (с опозданием на ~10 минут) |
| 10:48 | Катапультирование на высоте ~7 км |
| 10:55 | Приземление у деревни Смеловка в Саратовской области |
Советские газеты написали, что полет прошел штатно. Но на деле все было сложнее.
Одна из проблем возникла тогда, когда орбита оказалась выше расчетной — 327 км вместо ~230. Если бы ТДУ-1 отказала, корабль застрял бы на орбите дольше, чем хватило бы запасов. Гагарин, впрочем, об этом в тот момент не знал.
Во-вторых, после торможения приборный отсек должен был мгновенно отстрелиться, но этого не произошло. По словам Гагарина, произошел хлопок, затем толчок ― «Восток» полетел в атмосферу «двуглавым», бешено вращаясь. Однако спустя несколько минут корабля занят четкую ориентацию.
Также на спуске Гагарин испытал давление в десятикратном весе собственного тела. У него потемнело в глазах, поле зрения сузилось, но сознание он не потерял.
Вопросы и ответы
Отвечаем на популярные вопросы.
Гагарин мог рулить «Востоком» или просто сидел пассажиром?
Весь полет шел на автомате, но ручное управление существовало на случай отказа автоматики. Чтобы его включить, нужно было вскрыть конверт и набрать код «125» на панели. Медики всерьез боялись, что невесомость сведет человека с ума, и хотели подстраховаться.
Зачем космонавту нужно было катапультироваться?
У «Востока» не было двигателей мягкой посадки. Капсула шлепалась на землю со скоростью примерно 10 м/с, это как прыгнуть с третьего этажа. Поэтому придумали катапультирование. Советская сторона этот факт скрывала: по правилам Международной авиационной федерации, рекорд засчитывался только при посадке внутри аппарата. Впрочем, информация о раздельной посадке почти сразу появилась в зарубежных газетах.
Какой была максимальная высота полета «Востока»?
327 километров в апогее, 181 в перигее. Для сравнения: Международная космическая станция летает на 400 км, Гагарин был чуть ниже нее.
Можно ли сегодня увидеть «Восток» своими глазами?
Да, спускаемый аппарат хранится в музее РКК «Энергия» в подмосковном Королеве. На обшивке до сих пор видны подпалины как следы входа в атмосферу. А полноразмерные макеты корабля стоят в Музее космонавтики на ВДНХ в Москве и в нескольких региональных музеях.
Почему запас жизнеобеспечения рассчитали на 10 суток, если полет длился меньше двух часов?
Никто не мог гарантировать, что тормозной двигатель запустится. Если бы ТДУ-1 отказал, оставался единственный шанс — ждать, пока орбита постепенно снизится из-за остаточного сопротивления атмосферы. На расчетной высоте это заняло бы от пяти до семи суток, а в реальности могло бы потребоваться больше времени.
Ранее Наука Mail рассказывала про музеи, посвященные Юрию Гагарину.
