На пути к созданию орбитальной космической станции (хронология, люди, достижения)

Космос – это наш дом. Готовясь к полёту, космонавты стараются понять окружающий мир, представить картину будущего. Всё что нас окружает, называется Вселенной, а Земля лишь частица её бесконечного многообразия. Прошло только 50 лет из тысячелетий, как человечество вступило в космическую эру.

Объект исследования:

- отечественные достижения в области космонавтики.

Предмет исследования:

- история освоения космического пространства и процесс создания орбитальной космической станции.

Цель исследования:

- изучение и систематизация данных о достижениях отечественной космонавтики в области создания орбитальной космической станции.

Задачи исследования:

1. Изучение и анализ источников информации (специальной литературы, Интернет-ресурсов) об освоении космоса.

2. Составление хронологической последовательности событий, явлений, фактов, отражающих проблему подготовки космонавтов для длительного пребывания на орбите.

3. Выявление эволюционных закономерностей процесса космических разработок в области создания КК и ОКС.

1. «Восток» и «Восход»

Рисунок 1 Звёздный городок, памятник Ю.А. Гагарину

В апреле 1957 года в ОКБ-1 (опытно-конструкторское бюро) был подготовлен план проектных исследований по созданию пилотируемого корабля-спутника и автоматических аппаратов для исследования луны. Разработка в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева и успешный пуск 21 августа 1957 года первой двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) создали необходимые предпосылки для вывода в космос первых в мире ИСЗ – искусственных спутников Земли. 4 октября 1957 года объект «ПС» (простейший спутник) был выведен на околоземную орбиту, а 3 ноября 1957 года «ПС-2» с собакой по имени Лайка ушёл в космос. К сожалению, из-за перегрева Лайка погибла на первых витках.

Рисунок 2 Лайка

Эти обстоятельства сыграли решающую роль в создании кораблей-спутников, особенно с человеком на борту.

Рисунок 3 Первый ИСЗ

В 50-х годах руководство США уже заявляло, что кто контролирует космос, тот контролирует Землю. Поэтому в годы холодной войны вполне естественно, что после создания первых ИСЗ, как в СССР, так и в США возникла мысль создать ориентированный на Землю спутник, с целью разведки Земли из космоса.

В августе 1958 года в ОКБ-1 был подготовлен отчет «Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту». 22 мая 1959 года выходит постановление правительства СССР о том, что ОКБ-1 должно приступить к разработке объекта «Восток-1» (спутник для полета человека). Эскизный проект по автоматическому кораблю-спутнику «Восток-1» был утвержден С.П. Королевым 26 апреля 1960 года.

Рисунок 4 С.П. Королёв

На кораблях спутниках в качестве пассажиров уже летали собаки. В нашей памяти сохранилось немного собачьих имён, связанных с космосом, но их нужно помнить. 28 июля 1960 года корабль с собаками Чайка и Лисичка не вышел на орбиту.

Рисунок 5 Чайка и Лисичка

19 августа 1960 года был запущен корабль с собаками Белка и Стрелка, которые были впервые возвращены на Землю в катапультируемой капсуле.

Рисунок 6 Белка и Стрелка

По нештатной траектории спускался корабль-спутник с собаками Пчелка и Мушка (1 декабря 1960 года).

Рисунок 7 Пчёлка и Мушка

22 декабря 1960 года произошел нештатный спуск корабля с собаками Шутка и Комета. 9 марта 1961 года были проведены испытания будущего корабля «Восток», в котором приземлилась собака Чернушка.

Рисунок 8 Чернушка

25 марта полет был повторен с собакой Звёздочка. [1], [4], [5], [6], [7]

Рисунок 9 Звёздочка

Рисунок 10 Звёздочка, Чернушка, Малышка, Шутка (Жулька)

Таким образом, именно собаки проложили дорогу в космос - путь к 12 апреля 1961 был открыт.

Рисунок 11 "Восток-1"

Рисунок 12 Гагарин Ю.А.

При полете Ю.А. Гагарина на корабле «Восток-1» были проведены наблюдения Земли с космоса, опробованы различные виды радиосвязи и д.р. Весть о полёте Ю.А. Гагарина захватила весь мир.

Рисунок 13 Гагарин Ю.А.

Началась эра полётов человека в космос. Полёт корабля «Восток» с человеком на борту явился итогом напряжённой работы советских учёных, инженеров, врачей и специалистов различных отраслей техники.

В ходе полета «Востока-2» Г.С. Титов использовал камеру для съёмки поверхности Земли.

Рисунок 14 Г.С. Титов

На «Востоке-3» так же велась съёмка изображений поверхности Земли, а на «Востоке-4» велась съёмка линии горизонта и зоны терминатора (линия светораздела, отделяющая освещённую часть небесного тела от неосвещенной). Подводя итоги, можно сказать, что в те годы, когда создавались первые космические корабли, многое было неясным и трудным. Задача создания первого в мире КК «Восток» была решена профессионально, а сам корабль занял достойное место в истории техники. [5]

Новые космические корабли (КК) типа «Восход» вобрали в себя весь опыт КК «Восток», однако приобрели новое качество - стали многоместными кораблями с распределением функций между космонавтами. Эти и многие другие технические решения найдут потом своё воплощение на кораблях «Союз». В начале был осуществлен пуск беспилотного корабля «Восход» (6 октября 1964). 12 октября 1964 года стартовал борт пилотируемого трёхместного корабля «Восход».

Рисунок 15 "Восход"

Комаров В.М., Феоктистов К.П., Егоров Б.Б. провели научно-технические, медико-биологические исследования, проверили работоспособность и взаимодействие космонавтов. К сожалению, полет был кратковременным.

Рисунок 16 "Восход", Б.Б. Егоров, В.М. Комаров, К.П. Феоктистов

18 марта 1965 года Земля приняла из космоса доклад космонавта П.И. Беляева: «Человек вышел в космическое пространство!» («Восход-2»). Космонавт А.А. Леонов вышел в открытый космос и пробыл вне корабля 12 минут.

Рисунок 17 А.А. Леонов

Планировался также длительный полёт двух космонавтов на очередном КК типа «Восход», но эстафету перехватили американцы на корабле «Джемини» (13 сут., 18 ч., 35 мин.), а далее – мы, на корабле «Союз-9». Только беспилотный корабль «Восход-9» полетел на 22 сут. с двумя подопытными собаками Ветерком и Угольком (22 февраля 1968 года).

Рисунок 18 Ветерок и Уголёк

Рисунок 19 Ветерок и уголек за игрой

Этот КК вошёл в историю как очередной спутник «Космос-110». Оставшийся штатный корабль «Восход» находится в музее НПО (РКК) «Энергия» им. С.П. Королёва. [1], [5], [6], [7]

2. «Союз» и «Салют»

К середине 60-х появилась необходимость маневрировать в космосе, сближать корабли, т.е. «союзничать». В апреле 1967 года назначается запуск первых кораблей «Союз» с космонавтами на борту.

Рисунок 20 "Союз"

Запуск «Союза-1» (заводской номер №3, первый и второй «Союзы» не выполнили задачи из-за технологических проблем) омрачён гибелью В.М. Комарова (не вышел парашют контейнера и аппарат врезался в землю).

Рисунок 21 В.М. Комаров

Три года испытаний сопровождались неудачами. Только в октябре 1968 года предстояла стыковка «Союза-2» и «Союза-3». Но и в данном случае причаливания не получилось: беспилотный корабль уклонялся от пилотируемого. В октябре 1969 года на орбите вручную состыковываются «Союз-4» и «Союз-5» - в сообщении ТАСС назвали операцию первой в мире научной орбитальной станцией.

Рисунок 22 Стыковка "Союза-4" и "Союза-5"

Далее последовали «Союз-6» (испытания сварки в космосе), «Союз-7» (многосуточный полёт), «Союз-8» (фотосъёмка). «Союз-9» поставил цель изучить возможности человеческого организма, в июне 1970 года полёт продолжался 18 суток. Возникла идея ДОС – долговременной орбитальной станции.

19 апреля 1971 года стартовала станция «Салют» (вначале «Заря»). Через 5 дней с ней стыкуется «Союз-10», но из-за деформации конструкции стыковочного агрегата не получилось перехода. Летом 1971 года состоялся полёт усовершенствованного «Союза-11», экспедиция продлилась более 23 суток, но при спуске происходит разгерметизация и экспедиция погибает. Потеря космонавтов заставила пересмотреть концепцию безопасности и «Союз-12, -13, -14» выводит космонавтов в скафандрах (1973 год).

В 1972-73 годах неудачи коснулись станций «Салют-2», в мае 1973 года сгорела ДОС-3 «Салют-3». В 1975 году экипажи «Союза-17, -18» работали на «Салюте-4» и испытывали ресурс корабля.

Промежуточные номера «Союза» работали на программу «Апполон» и другие европейские проекты.

Рост используемого оборудования, потребление топлива требовали дополнительное число стыковочных узлов. Такими станциями стали «Салют-6, -7» (1977, 1982).

Рисунок 23 "Салют-7"

К моменту запуска седьмого «Салюта», «Салют-6» провёл в космосе более 4 лет. С помощью 12 кораблей «Прогресс» на станцию доставлено около 20 т грузов, произведено 35 стыковок. Станции с двумя стыковочными портами не просто новая модификация ДОС: стало возможным менять экипажи кораблей, организовывать экспедиции посещения, расширена программа исследований. [2], [4], [8]

3. Орбитальная космическая станция «Мир»

На смену «Салютам» пришёл комплекс «Мир». Новое поколение орбитальных станций ДОС-7, -8, -9 начали проектировать в конце 1975 года. В феврале 1986 года ДОС-7 становится базовым блоком ОК «Мир», а ДОС-8 («Звезда») – основным модулем. [4]

Рисунок 24 «Мир»

«Мир» - орбитальная станция нового, третьего поколения советских орбитальных станций, на которых более 15 лет велись комплексные научно-технические исследования и эксперименты в космосе. Станции первого поколения - от «Салют-1» до «Салют-5» - обеспечивали длительное пребывание человека в космосе, его продуктивную работу на орбите, они существенно расширили возможности проведения научных исследований на орбите. Однако ограниченные запасы жизненных ресурсов - продуктов питания, средств очистки атмосферы, топлива для двигательной установки - и наличие только одного стыковочного узла не позволяли повысить эффективность космических исследований на этих станциях, а продолжительность активной жизни самих станций давало возможность работать на них лишь одному-двум экипажем (в общей сложности не более 90 суток). Вторым крупным шагом советской космонавтики стало создание орбитальных научно-исследовательских комплексов второго поколения «Салют»-«Союз»-«Прогресс». Стало очевидно, что нужна станция нового поколения, высокоэффективная и свободная от выявленных недостатков (ограниченные возможности ремонта оболочки, иллюминаторов, загромождение жилых отсеков новой аппаратурой, доставляемой «Прогрессами», недостаток стыковочных узлов – только 2 и др.).

Новой станции третьего поколения дали название «Мир», что отражает стремление нашего народа к миру, к использованию космической техники только в мирных целях. По виду её можно отличить от «Салюта-6 и -7».Новый переходный отсек с пятью стыковочными узлами, две увеличенные по площади солнечные батареи - вот некоторые внешние отличительные признаки этой станции. Всего «Мир» имел шесть стыковочных узлов, что позволяло, кроме кораблей «Союз» и «Прогресс», пристыковывать к ней ещё четыре-пять модулей. Модульный принцип построения орбитального комплекса существенно расширил возможности, повысил эффективность научных работ, позволит проводить регулярные исследования.

Для обеспечения электроэнергией научной аппаратуры модулей, мощность бортовой электростанции увеличена вдвое. Повышена надежность системы электропитания, стабильнее стало напряжение в бортовой сети при изменении нагрузки. Поскольку научная аппаратура вынесена в специализированные модули, внутри станции стало свободнее, таким образом, улучшились условия для работы и отдыха экипажа. Появились отдельные каюты, обеденные столы и индивидуальный подогрев пищи, специальные место с набором инструментов для ремонта аппаратуры. Освободились иллюминаторы для визуальных наблюдений.

Гораздо лучше была отделка интерьера станции, с учетом эргономических требований размещено бытовое оборудование и пульты управления. Обширную библиотеку звуко– и видеозаписей имеет видеомагнитофонный комплекс. Возросло время непрерывной связи.

Станция «Мир» была задумана как постоянно действующая орбитальная станция, она рассчитана на многие годы работ и была базовым блоком для создания многоцелевого научно-исследовательского комплекса. Поэтому при её проектировании особое внимание уделялось доступности ремонта систем станции. Приборы скомпонованы группами, установлены на стенках, открывающихся внутрь жилого отсека, чтобы удобнее было к ним подойти и в случае необходимости заменить. И хотя основной метод ремонта - замена приборов, все же иногда бывает необходимо их отремонтировать. Для таких работ в жилом отсеке оборудовано специальное рабочее место с набором разнообразных инструментов. [3]

Данные научных исследований передавались с «Мира» на Землю по радиолинии либо «возвращались» вместе с экипажем на кораблях «Союз». Кроме этого, была предусмотрена капсула «Радуга» - КА с теплозащитным покрытием, устанавливающаяся на корабле «Прогресс». Когда «Прогресс» сгорал, капсула приземлялась на своём парашюте. Выходы в открытый космос длительностью более 6 часов стали характерной чертой экспедиции на «Мир».

«Мир» стал международной орбитальной лабораторией, на борту которой разместились различные приборы, разработанные научными учреждениями планеты.

Рисунок 25 "Мир" (тренировочный макет), Звёздный городок

Эстафету пилотируемых полётов, принимала МКС. «Мир» был выведен с орбиты 23 марта 2001 года. [4]

4. Хронологическая таблица развития космических аппаратов

и полётов к орбитальной космической станции

Литература:

1. Бобков В.Н. Космические корабли типа «Восток» и «Восход» и экспериментальные исследования на их базе [Электронный ресурс]. URL: http//www.epizodsspase.airbase.ru (дата обращения: 21-22.03.2011).

2. Глазков Ю.Н. Земля над нами. – М.: Машиностроение, 1992. – 240 с.

3. Загадки звёздных островов. Кн. 4 / Сост. Ф.С. Алымов. – М.: Молодая гвардия, 1987. – 239 с.

4. Космонавтика: Энциклопедия для детей. – М.: Аванта+, 2004. - 450 с.

5. Первые пилотируемые космические корабли «Восток» и «Восход» [Электронный ресурс]. URL: http//www.buran.ru (дата обращения: 21-22.03.2011).

6. Собаки-космонавты [Электронный ресурс]. URL: http//www.nauka-prosto.ru (дата обращения: 24.03.2011).

7. Собачки в космосе [Электронный ресурс]. URL: http//www.novosti-kosmonavtiki.ru (дата обращения: 24.03.2011).

8. 211 суток на борту «Салюта-7». / Сост. М.Я. Королёв. – М.: Машиностроение, 1983. – 232 с.