Помоги проекту - поделись книгой:
Королёв организовал встречи Яздовского с министром обороны и с президентом Академии наук. Те обещали полную поддержку исследованиям, которые предстояло возглавить медику. Поскольку предусматривалась тесная связь этой работы с деятельностью разных подразделений ОКБ-1, решили вопрос и о финансировании экспериментов: Королёв согласился взять лабораторию на свое финансовое обеспечение.
В 1949 году проведение биологических и медицинских исследований было возложено на Научно-исследовательский испытательный институт авиационной медицины, а конкретное исполнение – на Владимира Яздовского, который сформировал группу из трех врачей и одного инженера. В 1950 году под его руководством в институте была открыта первая научно-исследовательская работа в области космической медицины по теме «Физиолого-гигиеническое обоснование возможностей полета в особых условиях».
Программу подготовки животных к запуску в космическое пространство Яздовский начал с изучения трудов по космической биологии, главным образом американских, ведь ничего подобного в отечественной литературе еще не было. Как того и следовало ожидать, между членами его группы возникли споры по выбору подопытных животных. Предлагали начать исследования с мелких животных – например, с мышей. Рассматривался вопрос об использовании обезьян: в США к тому времени уже летали на ракетах «Фау-2» макаки резусы. Но у этих последних часто случались нервные срывы, поэтому ученые вынуждены были погружать обезьян в наркоз, что значительно снижало ценность результатов.
После долгих обсуждений было решено, что биологическим объектом для космических экспериментов станет собака. С одной стороны, собака хорошо поддается тренировке, быстро привыкает к различным ограничениям; с другой – ее физиология изучалась в России на протяжении десятилетий, работы Ивана Петровича Павлова растиражированы и знакомы будущим космическим медикам со студенческой скамьи.
Начался отбор собак. Оказалось, что достать отвечающих всем условиям не так-то просто. Приходилось много ездить, искать, общаться с «собачниками», списываться с учреждениями, занимавшимися отловом дворняг, – в общем, работы и суеты было много. Поэтому вполне понятна радость, с которой исследователи встречали каждое новое животное, подходящее по всем параметрам.
Для полетов отбирались собаки массой не более семи килограммов. Другое необходимое условие пригодности для экспериментов – отличное здоровье, выраженное в высокой сопротивляемости заболеваниям, устойчивости к различным неблагоприятным факторам внешней среды, что присуще прежде всего беспородным собакам. Большое значение имел и возраст собак: старые животные, а также щенки в возрасте до восемнадцати месяцев хуже переносят неблагоприятные условия внешней среды. А последние ко всему прочему вертлявы, не в меру игривы, а это может привести к срыву экспериментов. На основании опытов было установлено, что предпочтительнее взять собак в возрасте от двух до пяти-шести лет.
Всего в виварии, размещенном в кирпичном особнячке, до революции именовавшемся гостиницей «Мавритания», на задворках стадиона «Динамо», находились тридцать две собаки. Там стояли на высоких, почти метровых, ножках квадратные клетки с деревянным полом. На каждой клетке висела табличка с кличкой «владельца квартиры». На полу клетки подстилка – пушистая, тонкая и длинная стружка, солома, сено. Тут же стояли миски: одна для воды, другая для пищи. Собаки быстро привыкали к своим «квартирам» и, возвращаясь с прогулки, прыгали в клетку столь же охотно, как и покидали ее.
На протяжении недель специалисты собирали и анализировали данные о поведении каждого животного в виварии, на прогулке, во время еды, об их отношениях между собой, с окружающей обстановкой и людьми. Собранные сведения помогали правильно понимать реакции животных и изменения, возникавшие в результате различных воздействий. Спокойных животных рекомендовалось использовать в длительных экспериментах. Именно по этому признаку впервые из числа кандидатов были выделены Цыган, Дезик, Лайка, Стрелка, Белка, Лисичка, Жемчужная, Чернушка и Звездочка – собаки, ставшие знаменитыми.
Наконец Сергею Королёву доложили программу исследований. Предстояло приступить к тренировкам собак в герметичной кабине, с включением всех приборов и датчиков. Главный конструктор несказанно обрадовался и всё повторял: «Да вы понимаете, что натворили, это же будет предполетная стадия!» По его указанию в институт была тут же доставлена стальная кабина – отсек головной части ракеты «Р-1Б».
Специалисты получили кабину, но вопросов только прибавилось. Одну собаку посылать или двух? Надежнее – двух. Если что-то случится с одним животным или его аппаратурой, будут получены данные от другого. Каким образом расположить собак в кабине? Учитывая, что ускорения и вибрации в полете будут действовать по трем осям координат, решили разместить собак именно по осям. И так далее.
Осенью 1950 года сотрудники института, выехавшие в «фирму» Сергея Королёва, вместе с оборудованием и животными разместились прямо в монтажном цехе завода № 88. Прежде всего, в отдельной комнате поселили собак – первый космический экипаж в составе Цыгана и Дезика. Рабочие завода, конечно же, немедленно возлюбили четвероногих и старались каждую свободную минуту пообщаться с ними, угостить лакомствами. Пришлось вводить ограничения на доступ.
Первый полет ракеты с животными состоялся 22 июля 1951 года.
Тут следует отметить, что при этих испытаниях использовались ракеты с двумя обозначениями: «Р-1Б» и «Р-1В». Они практически ничем не отличались друг от друга – только на «Р-1В» вместо научно-исследовательской аппаратуры монтировалась парашютная система спасения корпуса ракеты.
И снова обратимся к воспоминаниям Яздовского:
Специалисты открыли люк, отсоединили штекеры датчиков, выключили систему регенерации воздуха и вытащили животных на лотках из кабины. Когда их раздели, Дезик и Цыган стали бегать, прыгать, ласкаться к экспериментаторам. В тот же день специалисты тщательно обследовали животных. Никаких сдвигов в их физиологическом состоянии не нашли.
Радость Сергея Королёва и других исследователей искала выхода. И вот главный конструктор приказывает: всем собираться на рыбалку! Обещана уха с пивом. Выехали на рассвете на машинах, расположились на берегу речки Солянки. Королёв, помолодевший, веселый, азартно рыбачил, давал поварам указания, как приготовить уху. Подвезли две бочки пива. Пикник удался на славу.
Между тем шла полным ходом подготовка ко второму пуску. Лететь должны были тот же Дезик и новая собака по кличке Лиса. Медикам показалось интересным получить информацию от Дезика второй раз, ответив на вопрос: остаются ли в организме следовые реакции на напряжения, имевшие место в первом полете?
Распорядок и программа второго полета ничем не отличались от предыдущего. 29 июля 1951 года Яздовский снова завинтил крышку люка на верхней площадке и доложил Королёву о готовности. Как и в первый раз, все шло точно по графику. На восемнадцатой минуте после пуска наблюдатели рассчитывали увидеть парашют. Но его не было. Самолетам дали команду начать поиск приземлившейся головной части ракеты с животными. Примерно через полчаса пришло сообщение, что кабина обнаружена. Автомобили с научными сотрудниками немедленно выехали на место падения. Оказалось, что головная часть ракеты падала свободно, а парашют остался нераскрытым в контейнере. Ударившись о землю, кабина разрушилась, а животные погибли. Однако данные полета, зарегистрированные автономными самописцами, уцелели и были впоследствии расшифрованы.
Так Дезик из первого космонавта стал первым погибшим космонавтом. А Цыгана было решено в полет больше не посылать, сохранив для истории. До самой смерти он жил у академика Анатолия Аркадьевича Благонравова на даче. Рассказывают, что четвероногий космонавт отличался суровым нравом и до конца дней своих был признанным лидером среди окрестных собак.
В новый экипаж назначили псов Мишку и Чижика. Их первый полет на ракете «Р-1Б» состоялся 15 августа 1951 года. Ночью исследователи с животными и аппаратурой перебазировались из монтажного корпуса на пусковую площадку. Собаки вели себя спокойно. Когда через восемнадцать минут после старта на горизонте показался парашют, из капонира раздалось дружное: «Ура-а-а!»
Полеты собак на ракетах «Р-1Б» и «Р-1В» стали реальным шагом на пути к пилотируемой космонавтике. За эту работу Владимир Иванович Яздовский и члены его группы были награждены Государственными премиями.
Новый полигон
Испытательные запуски первых советских баллистических ракет проводились на полигоне Капустин Яр в Астраханской области. Однако для многоступенчатой ракеты с межконтинентальной дальностью полета он не годился. Дело в том, что трасса полета проходила в восточном направлении – фактически через всю азиатскую часть Советского Союза. Нужно было отчуждать новые районы для падения отработавших ступеней ракет, создать новые измерительные пункты (ИПы), выбрать подходящие районы для пунктов радиоуправления полетом ракеты (РУПы), оборудовать боевые поля падения головной части в восточных районах страны (на Камчатке и в акваториях Тихого океана). Также необходимо было разработать систему транспортирования огромных блоков новой ракеты к месту старта.
17 марта 1954 года военным и промышленности было предписано к 1 января 1955 года произвести выбор полигона для испытаний, а 20 мая вышло и соответствующее постановление Совета министров о проведении рекогносцировочных работ в подходящих районах. Для выбора места полигона была образована Государственная комиссия во главе с гвардии генерал-лейтенантом артиллерии Василием Ивановичем Вознюком, начальником полигона Капустин Яр. Комиссия руководствовалась рядом соображений: расстояние между местом старта и местом падения головной части должно быть не менее 7000 км; трасса полета не должна проходить над населенными пунктами; малонаселенные районы по трассе полета могут быть без проблем отчуждены в пользу Министерства обороны; поблизости от полигона должен находиться водоем, способный в изобилии обеспечить водой людей и технику.
В ходе обсуждения комиссия остановилась на трех основных вариантах.
Первый вариант – Марийская автономная республика, где во время войны образовались огромные вырубки леса и были проложены хорошие транспортные пути. Во время детальной проработки варианта обнаружили, что он не удовлетворяет требованиям к трассе полета. Тогда взоры комиссии обратились ко второму варианту – западному побережью Каспийского моря (район Астраханской области и Дагестана). Однако выяснилось, что если новый полигон построить там, то некуда будет «приткнуть» пункты радиоуправления полетом. Из-за многочисленных гор и холмов радиолуч наземной станции управления не достигнет борта ракеты на отдельных участках ее траектории и прежде всего на наиболее важном – в первую минуту после отрыва от стартового стола.
Третий вариант – Казахстан, район от Аральского моря до города Кзыл-Орды – оказался наиболее пригоден для привязки полигона. Там нашлось три подходящих места для строительства: берег Аральского моря, железнодорожные разъезды Байхожа и Тюра-Там. Комиссия выбрала последнее. Достоинством этого места было то, что через поселок Тюра-Там проходила железная дорога Москва – Ташкент, а рядом текла река Сырдарья. Еще один плюс – в тридцати километрах от станции располагался небольшой карьер, к которому вела готовая узкоколейная ветка.
При окончательном выборе члены комиссии учли и пожелания Сергея Павловича Королёва – в то время он всерьез собирался использовать тяжелые ракеты для запуска искусственных спутников Земли. Из рассмотренных вариантов полигон в Казахстане был самым южным. Следовательно, с большей эффективностью можно было использовать центробежную силу вращения Земли, а это немаловажно именно при выведении аппаратов в космическое пространство. Постановление Совета министров «О новом полигоне для Министерства обороны СССР» было подписано 12 февраля 1955 года, однако сроки, определенные правительством, были столь жесткие, что еще за месяц до этого на станцию Тюра-Там прибыл первый взвод военных строителей. Его возглавлял старший лейтенант Игорь Николаевич Денежкин. Он представлял 130-е Управление инженерных работ подполковника Георгия Максимовича Шубникова, входившее в Главное управление специального строительства Министерства обороны. Задачей взвода Денежкина являлась подготовка железнодорожных путей для приема вагонов со стройматериалами и спецпоезда из Капустина Яра.
Хотя Тюра-Там подходил ракетчикам по всем параметрам, освоить эту необжитую местность было очень трудно. Летом температура воздуха поднималась здесь до +45 °C в тени, начинались пыльные бури. Зимой стояли морозы до –36 °C, дули сильные ветры. Сам поселок Тюра-Там производил унылое впечатление: небольшое здание вокзала, водонапорная башня, два двухэтажных домика железнодорожников, несколько мазанок и юрт. А вокруг – ровная пустынная степь, такыры, солончаки, пески, колючки.
Первые строители разместились в палатках. Весь январь и февраль бушевали метели. Морозы и снежные заносы сильно затруднили работу, но «денежкинцы» шаг за шагом упорно продвигались вперед. А еще они сделали большое дело – за два зимних месяца выкололи из Сырдарьи несколько тысяч кубометров льда и засыпали его толстым слоем опилок. В знойное лето 1955 года ледник спас от гниения сотни тонн мяса и других продуктов, предотвратив эпидемию желудочных болезней.
В мае на полигон, получивший условное название «Тайга», прибыл начальник строительства Георгий Шубников. С этого момента темпы и масштаб стройки нарастали непрерывно. К станции Тюра-Там подходили эшелон за эшелоном. Бывало, что в день этот маленький разъезд принимал до тысячи вагонов. Над грунтовыми дорогами стояла сплошная стена мелкой пыли, из-за чего машины двигались в солнечный день с зажженными фарами. Механизмы не выдерживали, но люди в тяжелейших условиях трудились практически круглосуточно.
Бытовые условия были ужасны. Старший офицерский состав жил в вагонах, младший селился в землянках. Питались консервами и сухарями. Очищенной воды не хватало для питья и приготовления пищи, не говоря уже о санитарных нуждах. Навесы, под которыми военнослужащие обедали, плохо защищали от палящего солнца, туч пыли и вездесущих насекомых. Песок скрипел на зубах, набивался в рот. Несмотря на бытовой «ад», работа кипела вовсю. Строители прокладывали «бетонку», рыли котлованы, возводили цементный завод.
Организационная структура полигона была определена 2 июня 1955 года директивой Генерального штаба Вооруженных сил СССР. Тогда же будущему космодрому было присвоено официальное название – 5-й Научно-исследовательский полигон Министерства обороны (НИИП-5 МО). Первым его начальником был назначен генерал-лейтенант Алексей Иванович Нестеренко. Главным инженером проекта строительных конструкций стал Алексей Алексеевич Ниточкин. В том году штат полигона составил 1900 военнослужащих и 664 вольнонаемных работника. Однако реально на первом этапе строительства было задействовано свыше двадцати тысяч солдат и офицеров.
20 июля на полигоне Тюра-Там началось возведение «объекта 135» – стартового комплекса ракеты «Р-7», который сами строители называли «площадкой номер один» или «стадионом». Через несколько лет его назовут «Гагаринским стартом».
Первая космическая
Компоновка ракеты, реализованная в «Фау-2», «Р-1» и «Р-2», не подходила для ракеты «Р-5», рассчитанной на дальность порядка 1000 км, и ее пришлось пересмотреть. Прежде всего следовало максимально облегчить саму ракету. Для начала конструкторы отказались от герметичного и тяжелого приборного отсека. Все приборы системы управления, за исключением чувствительных элементов, размещались в отсеке, который был прямым продолжением хвостового. Затем была реализована старая идея, возникшая еще при проектировании «Р-2»: оба топливных бака (этиловый спирт и жидкий кислород) сделали несущими, что позволило дополнительно разгрузить ракету.
Был закрыт и еще один важный вопрос. Отделяемая боеголовка «Р-5» входила в атмосферу со скоростью 3 км/с – понятно, что при этом она сильно нагревалась. Для защиты ее от термического разрушения были созданы специальные «уносимые» теплозащитные покрытия – избыточная тепловая энергия поглощалась за счет испарения поверхностного слоя покрытия и отводилась потоком воздуха. Ныне этот принцип теплозащиты широко используется в ракетно-космической технике.
В 1953 году, перед началом полигонных запусков, в филиале № 2 НИИ-88, расположенном в комплексе новых зданий под городом Загорском, провели огневые стендовые испытания для определения реальных температур компонентов топлива в баках ракеты, проверки двигательных систем, отработки циклограммы запуска. Впоследствии огневые испытания («прожиги») узлов и элементов новых ракет в полном сборе на стенде станут в бюро Королёва обязательными.
Первый этап запусков на полигоне Капустин Яр был проведен весной 1953 года. Всего в полете было испытано восемь ракет: на дальность 270, 550 и 1200 км.
Запуски на дальность 270 км прошли более чем успешно, а при испытаниях на 1200 км обнаружились недоработки: на 65-й секунде полета возникла неустойчивость в движении, после чего произошло разрушение «изделия» из-за потери управляемости. Последний пуск первого этапа состоялся 23 мая – условия испытаний для проверки устойчивости движения в этом случае были более жесткими, так как ракета была снабжена четырьмя подвесными головными частями, которые увеличивали величину воздушного сопротивления. Несмотря на опасения, полет на дистанцию в 550 км прошел нормально.
Второй и третий этапы испытаний «Р-5» начались поздней осенью 1953 года, а завершились в феврале 1955 года. Ракета показала себя очень хорошо, но пришлось дорабатывать систему радиоуправления дальностью. Проблему решили, но к тому времени «фирма» Королёва переориентировалась на модификацию «Р-5» – ракету «Р-5М». Дело в том, что 12 августа 1953 года в Семипалатинске было проведено успешное испытание первого отечественного термоядерного заряда РДС-6с мощностью 400 килотонн в тротиловом эквиваленте. Советским атомщикам удалось создать заряд сравнительно небольших размеров и массой примерно в одну тонну. Теперь предстояло под этот заряд построить баллистическую ракету.
Постановление о разработке ракеты на основе «Р-5» для доставки термоядерного заряда на дальность 1200 км было выпущено 10 апреля 1954 года. Однако в «фирме» Королёва проект начали обдумывать еще в конце 1953 года. Нужно было разработать новую, более короткую, коническую головную часть, которая обеспечила бы требуемое для срабатывания автоматики подрыва уменьшение скорости встречи головной части с землей в два раза. Но это вело к уменьшению общей длины ракеты и изменению ее аэродинамических характеристик, что в свою очередь требовало экспериментальных работ по определению нового облика «Р-5М». Наличие же ядерного заряда вызвало необходимость повышения надежности системы управления, чтобы ошибка или повреждение в одной цепи не приводили к общему отказу. Кроме того, требовалось упростить процесс подготовки ракеты к старту и сократить число обслуживающего персонала.
Коллектив ОКБ-1 блестяще справился с задачей модернизации «Р-5». При этом был выдержан очень жесткий срок заводской отработки ракеты «Р-5М» – в течение 1954 года. Для повышения надежности ракеты «Р-5М» все цепи бортовой системы управления и радиокомплекса были продублированы. Дополнительно в состав бортового оборудования была введена новая система аварийного подрыва – если из-за каких-либо отказов произойдет значительное отклонение ракеты от программной траектории, ее следует уничтожить в полете. Конструкторам удалось полностью автоматизировать процесс запуска, но предстартовая подготовка все еще отнимала много времени. Первоначально для приведения ракеты в состояние боевой готовности требовалось 30 часов. Позже за счет улучшения организации работы это время сократилось до 5–6 часов.
У «Р-5М» оставался серьезный и неустранимый недостаток: жидкий кислород, используемый в качестве окислителя, не позволял хранить ракету в заправленном состоянии длительное время. Для пополнения постоянно выкипающего кислорода нужно строить мощные промышленные предприятия в районах базирования ракетных частей. Подпитывать ракету окислителем необходимо было и непосредственно перед пуском – для этого возводились громоздкие стартовые сооружения. И все же армия получила оружие огромной разрушительной силы. За 10–12 минут ракета могла доставить боевой заряд, способный уничтожить население большого промышленного города, на расстояние свыше тысячи километров.
2 февраля 1956 года эту возможность подтвердил контрольный запуск «Р-5М», завершивший длительный цикл испытаний. Впервые в мире баллистическая ракета пронесла через космос атомную боеголовку. Преодолев положенные 1200 км, боеголовка дошла до земли в районе Аральских Каракумов. Сработал ударный взрыватель, и чудовищный взрыв открыл ракетно-ядерную эру в истории человечества. Мощность взрыва составила более 80 килотонн в тротиловом эквиваленте, что в четыре раза превысило мощность взрыва в Хиросиме.
Никаких официальных публикаций по поводу этого исторического события не последовало. Разведка «потенциального противника» США в то время не имела средств обнаружения ракетных пусков, поэтому факт взрыва был отмечен как очередное наземное испытание атомного оружия.
«P-5M» была принята на вооружение под индексом 8К51. За ее создание главные конструкторы были удостоены звания Героя Социалистического Труда.
В середине 1950-х годов «Р-5М» была лучшей баллистической ракетой. Поэтому не приходится удивляться, что на ее основе в «фирме» Королёва быстро появились проекты «научных» ракет, нацеленных на дальнейшее изучение высших слоев атмосферы, околоземного пространства и аспектов космического полета по суборбитальной траектории до высоты порядка 500 км. С «Р-5М» сам Сергей Королёв связывал свои новые планы по запуску космонавта – и уже не подопытной собаки, а человека.
Еще шли полным ходом испытания «Р-5М», а в июне 1955 года Сергей Королёв подготовил отчет о своей научной деятельности, в котором как бы мимоходом упомянул о реальности создания «ракетного корабля для полетов человека на большие высоты и для исследования межпланетного пространства».
В сентябре главный конструктор выступил на Юбилейной сессии, посвященной 125-летию МВТУ имени Баумана. Его доклад назывался «К вопросу о применении ракет для исследования высоких слоев атмосферы и полетов в надатмосферном пространстве». В докладе Королёв подвел определенный итог работам по «научным» ракетам, а главное – впервые в столь большой аудитории было заявлено о возможности полета «автоматически управляемой ракеты – летающей лаборатории с экспериментатором для производства наблюдений на высотах порядка 100 км». При этом рассматривался как вертикальный полет, так и полет по пологой траектории для перевозки пассажиров. В заключение своего выступления Сергей Павлович обратился с призывом, «чтобы советский человек первым совершил полет на ракете».
Несмотря на секретность, доклад Сергея Королёва вызвал резонанс. Молодые ученые из Научно-исследовательского испытательного инситута авиационной медицины Абрам Генин, Александр Серяпин и Евгений Юганов даже написали заявление с просьбой доверить им полет в ракете.
20 апреля 1956 года состоялось совещание Междуведомственной комиссии для координации работ по исследованию верхних слоев атмосферы при президенте Академии наук СССР под председательством Анатолия Аркадьевича Благонравова и Леонида Ивановича Седова, на котором выступили с докладами Владимир Иванович Яздовский («К проблеме полета человека в верхние слои атмосферы») и Михаил Клавдиевич Тихонравов («О перспективах полета человека в верхние слои атмосферы»). Это были выступления теоретического плана, но уже тогда в докладе Яздовского прозвучала мысль о необходимости приземления пилота с помощью индивидуального парашюта, а не внутри спускаемого аппарата. В свою очередь Тихонравов считал наиболее перспективными суборбитальные полеты по пологой траектории, поскольку в этом случае перегрузки будут меньше, а время пребывания в невесомости больше. По итогам совещания комиссия рекомендовала начать подготовку к полету человека в специальных ракетах на высоту 100 км.
В том же апреле Сергей Королёв составил отдельную записку, озаглавленную «Ближайшие задачи по изучению космоса». В ней рассматривались варианты использования геофизической ракеты «Р-5А» для обеспечения полета человека в баллистической капсуле и ракетоплане.
Есть сведения, что в это время начался первый отбор в отряд космонавтов: Яздовский и другие медики просматривали личные дела летчиков-испытателей, пытаясь выработать критерии, по которым можно будет отбирать будущих покорителей межпланетного пространства. Делалось это в секрете даже от начальства, поскольку Главнокомандующий ВВС Главный маршал авиации Павел Фёдорович Жигарев довольно пренебрежительно отзывался о деятельности группы Яздовского и не поощрял запуски «ракетных» собак.
Однако ракете «Р-5» так и не суждено было стать пилотируемой: куда более перспективными оказались работы над ракетами, собранными по так называемой пакетной схеме.
Сборка «семерки»
С принятием на вооружение «Р-2» положение Сергея Павловича Королёва в качестве главного конструктора баллистических ракет сильно укрепилось. По инстанциям прошло представление его на Сталинскую премию. Хотя эти премии из-за смерти Иосифа Сталина в 1953 году не присуждались, Совет главных конструкторов не оставили без наград, выделив им дополнительные вакансии членов-корреспондентов Академии наук СССР.
В декабре 1953 года в ОКБ-1 был подготовлен проект постановления о создании баллистической ракеты большой дальности «7Р» (позже – «Р-7»). Среди прочего в его тексте предлагалось применить ракету «7Р» для запусков искусственных спутников Земли и космических аппаратов к другим планетам. В январе 1954 года прошли совещания главных конструкторов, на которых были сформулированы технические требования к «7Р», согласованы основные тактико-технические характеристики, этапы конструирования и испытаний.
Наконец 20 мая 1954 года было принято Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР № 956–408сс о разработке, изготовлении и испытаниях межконтинентальной ракеты «Р-7» (8К71). Начался этап эскизного проектирования. При этом сотрудники ОКБ-1 рассмотрели более полусотни вариантов компоновки «пакета». В конечном итоге остановились не на самом оптимальном из возможных, но позволявшем использовать многие существовавшие технологические наработки.
«Пакет» ракеты «Р-7» состоял из пяти блоков (фактически – одноступенчатых ракет): центрального блока «А» и четырех симметрично окружавших его конических боковых блоков «Б», «В», «Г» и «Д». Двигатели всех блоков запускались на старте одновременно. После опустошения топливных баков боковые блоки отделялись (первая ступень), а центральный блок (вторая ступень) продолжал полет. При этом внутренняя компоновка блоков была подобна компоновке ракеты «Р-5», что значительно упрощало работу конструкторам и технологам. Новизну для них представляли лишь узлы связей блоков и магистралей перекачки топлива. Основные компоненты топлива располагались в нижнем (горючее) и верхнем (окислитель) баках каждого блока. Вспомогательные компоненты (жидкий азот для наддува баков и перекись водорода для привода турбонасосного агрегата) размещались в торовых баках непосредственно над рамой двигателя.
Главный недостаток такой схемы – частичное опустошение блока «А» до момента отделения. Получалось, что потом центральной ракете придется тащить к цели бесполезный груз. Но всё искупала общая мощность, развиваемая «пакетом». Это был даже не шаг, а настоящий прыжок в ракетостроении.
Разумеется, в ходе эскизного проектирования пришлось определиться с двигателями. За их создание взялось Опытно-конструкторское бюро № 456 (ОКБ-456), разместившееся на базе авиазавода в подмосковном городе Химки и возглавляемое Валентином Петровичем Глушко.
Первой задачей бюро Глушко после войны стало конструирование двигателей «РД-100», в точности воспроизводящих двигатели «Фау-2». Разумеется, сначала предстояло развернуть производственную базу – заброшенный завод в Химках был восстановлен и переоборудован под новые задачи. Понимая, что воспроизведением немецкого опыта работа не ограничится, Глушко подошел к делу с размахом. На территории завода были созданы научно-исследовательская лаборатория, комплекс стендового оборудования и испытательная станция. Первый колышек под строительство будущей станции был забит в сентябре 1947 года в непосредственной близости от бюро – на относительно высоком откосе оврага, в излучине речки Химки. Больших перепадов высот, необходимых для свободного горения факела, здесь найти не удалось, поэтому Глушко предложил конструкцию наклонного стенда. Строительство велось быстрыми темпами, и к маю 1948 года монтаж стенда и кабины управления был завершен. 24 мая 1948 года на стенде состоялся успешный «прожиг» двигателя «РД-100», что безусловно является историческим событием для отечественного ракетостроения.
Когда пришло время выбрать компоненты топлива для межконтинентальной ракеты «Р-7», Глушко оказался перед трудным выбором. Увеличение размеров спиртового двигателя уже не давало требуемого эффекта – это показали работы над двигателем «РД-101» для ракеты «Р-2» и двигателем «РД-103М» для ракеты «Р-5М». Было ясно, что от спирта в качестве горючего в любом случае придется отказаться, перейдя на керосин, который более калориен и при этом столь же хорошо освоен промышленностью. Но при таком переходе возникали серьезные трудности: температура продуктов его сгорания в кислороде почти на тысячу градусов выше, чем у водных растворов спирта, в то время как охлаждающие свойства намного хуже. А именно горючим приходится охлаждать стенки камеры сгорания, если в качестве окислителя используется быстро испаряющийся кислород. Задача охлаждения осложнялась еще тем, что для обеспечения оптимальных характеристик керосинового двигателя необходимо поднять давление газов в камере по крайней мере в два раза по сравнению с достигнутым на спиртовых двигателях.
Работы над заменой спирта керосином Глушко начал еще весной 1948 года, когда по заданию правительства пытался создать большой кислородно-керосино-вый двигатель «РД-110» на основе немецкого опыта. Простая замена горючего не помогла: уже первые огневые испытания отдельных агрегатов выявили множество проблем, присущих немецкой конструкции со сферической камерой. К примеру, обнаружились высокочастотные колебания давления, приводившие к стремительному разрушению агрегата. Увеличение размеров камеры сгорания и давления внутри нее только способствовали развитию колебаний. Тогда стало ясно: чтобы построить работоспособный кислородно-керосиновый двигатель большой тяги, нужно отказаться от однокамерного варианта и перейти на несколько камер сгорания. Кроме обеспечения устойчивости процесса горения, многокамерная схема позволяла уменьшить высоту и массу двигателя.
Осознав, что новый груз однокамерным двигателям не «потянуть», Валентин Глушко решил сгруппировать четыре аналогичные камеры сгорания в единый блок с общим турбонасосным агрегатом. При этом высота двигателя уменьшилась, снизилась масса как хвостового отсека, так и всей ракеты в целом. Основные принципы модульной конструкции позволяли начать серийное производство двигателя без значительных изменений в существующем производстве.
Концепция многокамерности на многие годы стала «коньком» ОКБ-456, и первые серийные двигатели в этом классе – «РД-107» и «РД-108» – были созданы для ракеты «Р-7». Отработка вариантов установки проводилась на масштабных прототипах двигателей. Например, для испытаний одновременного воспламенения топлива в 32 камерах рядом с основным огневым стендом был создан отдельный стенд, на котором в общей сложности провели несколько тысяч «прожигов» двигателей без выходов на главный режим. Параллельно велась отработка камеры сгорания на основном режиме. В итоге инженерами ОКБ-456 был приобретен опыт для создания основного агрегата кислородно-керосинового двигателя – камеры с давлением газа 60 атмосфер и более.
Работы собственно с ракетой «Р-7» были начаты в Монтажно-испытательном корпусе Загорского филиала. В конце весны 1956 года группа инженеров отработала операции по сборке блоков в «пакет». Первый «прожиг» бокового блока на стенде был выполнен 1 сентября, а успешный запуск многокамерного двигателя на полное ресурсное время состоялся 24 сентября. Всего в 1956 году было проведено четыре испытания «боковушек» и одно центрального блока, после чего началась подготовка к запуску «пакета».
Все «прожиги» посещал Сергей Павлович Королёв, внимательно следивший за их ходом. Наконец, 30 марта 1957 года состоялся запуск так называемого «летного варианта пакета» с полной заправкой. О важности этого события свидетельствует тот факт, что на нем присутствовал секретарь ЦК КПСС Леонид Ильич Брежнев.
Только после того, как «пакет» отработал без замечаний, конструкторы смогли вздохнуть с облегчением. Ракета «Р-7» была допущена к полетам.
Первая межконтинентальная
Первая летная ракета «Р-7» прибыла на техническую позицию полигона 3 марта 1957 года. Она имела заводской номер 5Л, а в разговорах называлась «номер пять» или просто «пятая». Сразу началась разгрузка и укладка блоков на монтажные тележки.
Однако 8 марта прибыла большая группа конструкторов с длинным перечнем доработок, которые следовало внести в ракету по результатам стендовых испытаний. Самыми трудоемкими оказались работы по теплозащите хвостового отсека. Во время «прожига» в Загорске обшивка из алюминиевого сплава хвостовой конструкции прогорела во многих местах. Из-за этого были повреждены огнем потенциометры обратной связи рулевых камер и кабели. Предстояло обшить хвостовой отсек тонкими стальными листами, а внутри все уязвимые элементы обмотать асбестовой защитой.
После доработок начался «чистовой» цикл испытаний отдельных блоков «пакета» в МИКе. А 5 мая мотовоз потащил платформу с ракетой «Р-7» на старт.
Пункт управления предстартовыми операциями и запуском ракеты находился в подземном («командном») бункере, построенном в 200 м от старта на глубине около 8 м. По сравнению с «однокомнатным» бункером Капустина Яра новый пункт представлялся просторной пятикомнатной квартирой. В самом большом из пяти помещений, снабженном двумя морскими перископами, вдоль стен были установлены пульты. Всё здесь было ново и заметно отличалось от примитивных систем управления первых ракет – кроме стартового ключа, позаимствованного еще у немецких пультов «Фау-2». Однажды конструкторы решили избавиться от этого устаревшего артефакта, и Николай Пилюгин даже дал указание своим сотрудникам разработать вместо стартового ключа специальный включатель. Но это предложение вдруг встретило резкое сопротивление военных. Оказалось, что армейские «пультисты» привыкли начинать операции запуска с команды «Ключ на старт!». Пришлось конструкторам уступить любителям традиций и четких команд.
Второе большое помещение предназначалось для членов Государственной комиссии по испытаниям «Р-7», почетных гостей и главных конструкторов. Оно также имело два перископа. В остальных помещениях бункера размещалась контрольная аппаратура систем телеметрии, управления заправкой, стартовыми механизмами, вспомогательные комнаты для связистов и охраны.
Таким образом, видеть запуск из бункера могли лишь четыре человека. Остальным, чтобы полюбоваться полетом ракеты, если она ушла со старта, надо было успеть выскочить наружу. Для этого требовалось одолеть шестьдесят крутых ступенек и пробежать по поверхности еще пять-семь метров.
Целью испытательных запусков было не только проверить все системы «Р-7» в полете, но и доставить габаритно-весовой макет боеголовки до специально организованного полигона Кура (поселок Ключи, Камчатка), находящегося на расстоянии 6314 км. Это было меньше проектной дальности, но в то время Советский Союз не располагал средствами наблюдения за движением ракеты в акватории Тихого океана. Кроме того, первые летные образцы были перегружены измерительным оборудованием (сами конструкторы называли их не летными, а «измерительными») и в принципе не могли выйти на дальность в 8000 км.
Первая установка «Р-7» в стартовое сооружение происходила при большом скоплении «болельщиков». Все работники полигона понимали: начинается самый ответственный этап работы, который определит их судьбы на десятилетия вперед. Только к концу дня главный конструктор комплекса Владимир Бармин, лично руководивший всем процессом установки, доложил, что свою задачу на данном этапе выполнил. «Теперь испытывайте!» – сказал он.
И начался длинный, по современным представлениям, цикл предстартовых испытаний. Только «чистое» время всех электрических тестов на стартовой позиции заняло 110 часов. По ночам старались не работать, но семь суток ушло на проверки с разбором всех замечаний, просмотром пленок, докладами и массой всяческих процедур.
14 мая прошло плановое заседание Государственной комиссии под председательством Василия Михайловича Рябикова. Королёв доложил о готовности к запуску и еще раз перечислил основные задачи испытаний: отработка техники старта, проверка динамики управления полетом первой ступени, процесса разделения ступеней, эффективности системы радиоуправления, динамики полета второй ступени, процесса отделения головной части и движения головной части до соприкосновения с землей. Боковые блоки первой ступени должны проработать 104 секунды, а центральный блок – 285 секунд. Высота ракеты – 34,22 м, расчетная стартовая масса – 283 т.
Вечером 15 мая 1957 года, через десять дней после вывоза из МИКа, состоялся первый запуск ракеты «Р-7». Ракета ушла со старта нормально. Управляемый полет продолжался до 98-й секунды. Затем тяга двигателя бокового блока «Д» резко упала, и последний отделился от ракеты. «Изделие» упало на землю, пролетев всего 300 км.
Той же ночью расшифровали данные телеметрии, поступившие с борта упавшей ракеты. Оказалось, что в момент старта в хвостовом отсеке блока «Д» начался пожар. Возможной причиной пожара назвали пробой в магистрали подачи керосина к рулевым камерам. Подобные инциденты случались и на ранних ракетах – например, на «Р-1». Тряска во время транспортировки «изделий» на полигон часто приводила к нарушению герметичности трубопроводов. В качестве меры по предотвращению повторения аварийной ситуации решили ужесточить контроль герметичности коммуникаций ракеты повышением давления воздуха при пневмоиспытаниях. Это сразу дало эффект при подготовке следующего «пакета» – было выявлено такое количество потенциальных источников пожара, что приходилось удивляться, почему на первой ракете загорелся только блок «Д».
Второй запуск ракеты «Р-7», назначенный на 10 июня, не состоялся. Сначала дважды прошел отказ по системе зажигания. Неисправность выявили те же телеметристы – почему-то не открылся главный кислородный клапан на боковом блоке «В». Решили, что клапан замерз, поэтому подогрели его прямо на заправленной ракете. Наконец зажигание сработало, двигатели вышли на предварительную ступень по тяге, но никак не хотели переходить на промежуточную. В результате сработала система аварийного выключения. Факел, бьющий из ракеты, мгновенно погас. Ракету пришлось снимать со старта. Тщательное изучение «пакета» в МИКе показало, что виноваты монтажники: клапан азотной продувки бортовой пневмогидросхемы центрального блока был поставлен «наоборот». По горячим следам была осмотрена следующая ракета, и там обнаружили точно такой же монтажный брак.
Третья ракета «Р-7» стартовала через месяц – 12 июля. Запуск закончился аварией. Его предыстория такова: в бункер Сергею Королёву доложили, что «минус» бортовой батареи находится на корпусе. Была объявлена тридцатиминутная задержка. Королёв, посовещавшись, счел, что это отказ датчика (такое уже случалось ранее), и принял решение пускать. В полете на прибор прошла ложная команда, и «Р-7» начала вращаться вокруг продольной оси, превысив разрешенный допуск. Автоматика произвела аварийное выключение двигателей. На 33-й секунде «пакет» разрушился. Блоки упали примерно в 7 км от старта и с грохотом взорвались.
Третий неудачный пуск Королёв переживал особенно тяжело, полагая, что уход ракеты «за бугор» целиком на его совести. «Преступники мы, целый поселок выбросили на ветер», – эти слова приписывают именно ему. И действительно, первый экземпляр «Р-7» стоил около 100 миллионов рублей, второй и третий – по 40 миллионов рублей.
Три неудачи подряд поставили всю программу под угрозу. У бюро Королёва имелись конкуренты, предлагавшие свои варианты стратегических межконтинентальных ракет. На полигоне состоялось весьма острое заседание Государственной комиссии. Представлявший заказчика маршал Митрофан Иванович Неделин предложил прекратить испытания, отправить все доставленные на полигон ракеты обратно в Загорск и еще раз на стендах отработать каждую. Ему возразили Королёв и Пилюгин, мотивируя свой отказ выполнить требование маршала тем, что перевозка блоков приведет к непроизводительным затратами средств и времени. Но Глушко, выступивший вслед за ними, неожиданно для Королёва поддержал Неделина: «Я думаю, что Митрофан Иванович прав! Смысла продолжать испытания не вижу: сорок отработанных в ОКБ-456 двигателей погибли при испытаниях. Если дело пойдет так и дальше, мое производство этого просто не выдержит».
Несмотря на спор конструкторов и угрозы заказчика, 21 августа 1957 года в середине дня состоялся запуск четвертой по счету «семерки». На этот раз ракетчикам сопутствовал успех: «Р-7» штатно отработала активный участок траектории. Головная часть отделилась вовремя и достигла полигона на Камчатке. Конструкторы торжествовали, однако в их бочку меда природа добавила свою ложку дегтя: на высоте около 10 км макет боеголовки разрушился от перегрева. На земле даже не удалось найти ее фрагментов. То же самое произошло со следующей ракетой, запущенной 7 сентября: ракета доставила боеголовку, но та развалилась в плотных слоях атмосферы.
Конструкторам стало ясно, что уносимой теплозащиты, которая была опробована на ракете «Р-5М», явно недостаточно, – надо проконсультироваться с аэродинамиками и поменять форму головной части.
Примечательно, что 27 августа, менее чем через неделю после первого удачного запуска «семерки», информационное агентство ТАСС опубликовало официальное сообщение о состоявшихся испытаниях межконтинентальной баллистической ракеты. Это был беспрецедентный случай – до сих пор информация подобного рода засекречивалась. Считается, таким образом Никита Сергеевич Хрущёв намекнул американцам, что теперь силы уравнялись, и если западный альянс пошлет на Советский Союз армады бомбардировщиков с атомными зарядами на борту, то в ответ получит термоядерный удар по северной части США.
Что касается остальной работы, то ее продолжали скрывать за плотной завесой государственной тайны. Полигонным военнослужащим и гражданским специалистам было категорически запрещено упоминать в личной переписке станцию Тюра-Там, Аральское море, Казахстан, писать о пустыне, верблюдах, сайгаках, скорпионах, змеях, черепахах и реке Сырдарье. Каждое письмо проверялось замполитом и офицером особого отдела. Обратный адрес тоже не мог выдать расположение полигона: в 1955 году использовался адрес «Москва-400», в конце 1956 года ввели новый – «Кзыл-Орда-50», позднее – «Ташкент-90».
Однако все эти меры по сохранению «ракетных тайн» оказались лишними. Когда на НИИП-5 начались запуски «Р-7», американская разведка почти сразу установила его точное местоположение.
5 августа 1957 года, выполняя задание под кодовым обозначением 4035, на поиски полигона вылетел самолет-разведчик «U-2», базирующийся в Пакистане. Аналитики ЦРУ разумно предположили, что полигон снабжается всем необходимым по железной дороге, поэтому часть маршрута разведчика пролегала над магистралью Москва – Ташкент. Специалисты из лаборатории аэрофотосъемки проявили полученные пленки и тщательно их изучили. Наконец, на одной из фотографий они увидели странное сооружение, находящееся севернее железной дороги. Разведчик прошел не над ним, а на значительном удалении, поэтому снимки получились под углом и «смазались». Но местонахождение стартовой площадки уже было определено, оставалось привязать ее к географической карте. Аналитики воспользовались картами, изготовленными в 1939 году немецким Генштабом. И пришли к выводу, что полигон построен в непосредственной близости от станции Тюра-Там.
Второй полет «U-2» в рамках нового задания 4058 состоялся 28 августа – сразу после победного сообщения ТАСС. Разведчик, оборудованный фотокомплектом А-2, доставил великолепные вертикальные снимки стартового комплекса. В течение пяти дней аналитики обрабатывали их, после чего построили миниатюрный макет, на котором были отражены все детали этого пускового комплекса. Вывод был однозначен: единственный комплекс с экспериментальной ракетой не представляет серьезной угрозы Соединенным Штатам Америки. Аналитики ошиблись. Через месяц произошло событие, которое сравнивали с бомбардировкой Пёрл-Харбора. На орбиту вышел первый искусственный спутник Земли.
Спутник на орбите
Обсуждение реальных проектов запуска первого искусственного спутника Земли началось после того, как в октябре 1951 года Международный Совет Научных Союзов при ЮНЕСКО принял решение об организации Международного геофизического года. Год приурочили к периоду максимума солнечной активности – он должен был начаться 1 июля 1957 года и закончиться 31 декабря 1958 года. О своем желании отправить спутник на орбиту сообщили американцы. Позднее об аналогичном намерении заявил Советский Союз. С этого момента в прессе, западной и советской, стала активно муссироваться тема запуска искусственных спутников Земли – об этом писали как о свершившемся факте истории.
Сергей Королёв не собирался отдавать первенство американцам. Он пришел в ракетную технику не только для того, чтобы создать новое грозное оружие, он собирался сделать свою страну лидером в освоении космического пространства. За теоретическим обоснованием возможности вывода на орбиту искусственного спутника главный конструктор обратился к увлеченному этой тематикой Михаилу Тихонравову – разговор состоялся в сентябре 1953 года. Работы над прототипом «Р-7» тогда только разворачивались, но специалистам было ясно, что «пакетная» ракета способна развить первую космическую скорость.
Группа Тихонравова произвела необходимые расчеты, результаты которых легли в основу докладной записки «Об искусственном спутнике Земли». 26 мая 1954 года Королёв послал ее руководству с рекомендацией немедленно приступить к проектированию такого спутника. Ответ был отрицательным, ведь от «фирмы» Королёва ждали прежде всего боевую межконтинентальную ракету – научно-исследовательская тематика верхи волновала мало. Тогда Сергей Павлович подготовил новую записку, в которой напирал на «политическое значение» запуска первого спутника, но и это не произвело заметного впечатления.
Поделиться книгой: