Космонавтика

Через четыре недели после полета Гагарина 5 мая 1961 г. капитан 3-го ранга  Алан Шепард стал первым американским астронавтом. Хотя он и не достиг околоземной  орбиты, он поднялся над Землей на высоту около 186 км. Шепард запущенный с мыса Канаверал в КК «Меркурий-3» с помощью модифицированной баллистической ракеты «Редстоун», провел в полете 15 мин 22 с до посадки в Атлантическом океане. Он доказал, что человек в условиях невесомости может осуществлять ручное управление космическим кораблем.

КК «Меркурий» значительно отличался  от КК «Восток». Он состоял только из одного модуля - пилотируемой капсулы  в форме усеченного конуса длинной 2,9 м и диаметром основания 1,89 м. Его герметичная оболочка из никелевого сплава имела обшивку из титана для защиты от нагрева при входе в атмосферу. Атмосфера внутри «Меркурия» состояла из чистого кислорода

  под давлением 0,36 ат. 20 февраля  1962 г. США достигли околоземной  орбиты. С мыса Канаверал  был  запущен корабль «Меркурий-6»,  пилотируемый подполковником ВМФ Джоном Гленном. Гленн пробыл на орбите только 4 ч 55 мин, совершив 3 витка до успешной посадки. Целью полета Гленна было определение возможности работы человека в КК «Меркурий». Последний раз «Меркурий» был выведен в космос 15 мая 1963 г.

18 марта 1965 г. был выведен на орбиту КК «Восход» с двумя космонавтами на борту - командиром корабля полковником Павлом Иваровичем Беляевым и вторым пилотом подполковником Алексеем Архиповичем Леоновым. Сразу после выхода на орбиту экипаж очистил себя от азота, вдыхая чистый кислород. Затем был развернут шлюзовой отсек: Леонов вошел в шлюзовой отсек, закрыл крышку люка КК и впервые в мире совершил выход в космическое пространство. Космонавт с автономной системой жизнеобеспечения находился вне кабины КК в течении 20 мин, временами отдаляясь от корабля на расстояние до 5 м. Во время выхода он был соединен с КК только телефонным и телеметрическим кабелями. Таким образом, была практически подтверждена возможность пребывания и работы космонавта вне КК. 3 июня был запущен КК «Джемени-4» с капитанами Джеймсом Макдивиттом и Эдвардом Уайтом. Во время этого полета, продолжавшегося 97 ч 56 мин, Уайт вышел из КК и провел вне кабины 21 мин, проверяя возможность маневра в космосе с помощью ручного реактивного пистолета на сжатом газе.

К большому сожалению, освоение космоса  не обошлось без жертв. 27 января 1967 г. экипаж готовившийся совершить первый пилотируемый полет по программе  «Аполлон» погиб во время пожара внутри КК сгорев за 15 с в атмосфере  чистого кислорода. Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи стали первыми американскими астронавтами, погибшими в КК. С Байконура был запущен новый КК «Союз-1», пилотируемый полковником Владимиром Комаровым. Запуск прошел успешно. На 18 витке, через 26 ч 45 мин, после запуска, Комаров начал ориентацию для входа в атмосферу. Все операции прошли нормально, но после входа в атмосферу и торможения отказала парашютная система. Космонавт погиб мгновенно в момент удара «Союза» о Землю со скоростью 644 км\ч. В дальнейшем Космос унес не одну человеческую жизнь, но эти жертвы были первыми.

«МИР»

В летопись космонавтики дата 20 февраля 1986 года вошла как  начало нового этапа создания на околоземной  орбите многофункциональной научно-исследовательской  лаборатории - станции «Мир», 20-тонный базовый блок которой вывела на орбиту ракета-носитель «Протон». Построенная на базе комплекса «Салют», станция «Мир» имела целый ряд технических и технологических усовершенствований: была увеличена мощность системы энергопитания, созданы более комфортные условия для работы и отдыха космонавтов, расширены функциональные возможности оборудования. Орбитальный комплекс предназначался для построения многоцелевого постоянно действующего пилотируемого комплекса со специальными орбитальными модулями научного и производственного назначения. Основу составлял герметичный рабочий отсек с центральным постом управления и средствами связи. Для удобства экипажа были оборудованы две индивидуальные каюты и общая кают-компания с рабочим столом и устройствами для подогрева воды и пищи.

Несмотря на то, что  «Мир» когда-то произвел революцию  в области пилотируемых космических  полетов, заслуженно став гордостью  советской космонавтики, со временем этот орбитальный комплекс перестал отвечать современным исследовательским задачам. Кроме того, «Мир» мог упасть на Землю, как это произошло пару десятилетий назад со станцией «Салют-7», да и затраты на эксплуатацию станции становилось все труднее оправдать. Россия, имеющая более чем 25-летний опыт эксплуатации орбитальных станций, но не имеющая возможности в одиночку профинансировать столь крупную программу, выступила с предложением объединить усилия России и США в осуществлении пилотируемых программ. Так возник проект «Международная космическая станция» (МКС), к которому впоследствии присоединились Канада, Япония и Европейское Сообщество. Расчетный срок эксплуатации 377-тонной станции на орбите - 15 лет. Помимо основных направлений, включающих проведение фундаментальных исследований, производство материалов и биопрепаратов в условиях микрогравитации, исследование атмосферы и земной поверхности и т. д., МКС предполагается использовать и для решения наиболее злободневных проблем, в т. ч. и в борьбе с терроризмом. Самым «полезным» отсеком МКС при проведении антитеррористической операции может стать американский модуль «Destiny» - поистине «окно в мир». На его круглом иллюминаторе большого сечения в средней части могут быть размещены различные фото- и телекамеры, позволяющие получить изображения необходимых объектов с высоким разрешением.

Основные направления  научных исследований на  «Мире»: астрофизика, геофизика, космическая технология, медицина, биология, биотехнология.

Самыми значительными  астрофизическими достижениями стали наблюдения с телескопами орбитальной обсерватории «Рентген», установленной на модуле «Квант», созданной совместно специалистами СССР, Великобритании, Нидерландов, ФРГ и ЕКА. Получен огромный объем информации о рентгеновских источниках в различных районах Вселенной. Регулярно с помощью телескопов «Глазар» и «Глазар-2» проводились обзоры небесной сферы для создания звездного атласа в ультрафиолетовом диапазоне. Очень повезло астрономам, что вспышка сверхновой в Большом Магелановом Облаке произошла в тот момент, когда на орбите уже находилась станция «Мир». Это позволило наблюдать развитие сверхновой в диапазонах электромагнитных волн, недоступных для наземных приборов.

С помощью различных  спектрометров в течение многих лет ведутся регулярные геофизические исследования. Проводятся измерения потоков заряженных частиц высоких энергии и их взаимодействие с магнитным полем Земли, изучается их вклад в радиационные пояса. По результатам наблюдений получена новая информация о верхних слоях атмосферы, полярных сияниях, потоках микрометеорных частиц вдоль орбиты ДОС. Материалы с результатами геофизических исследований либо привозились космонавтами при возвращении, либо доставлялись с помощью специальных СГК. Постоянно ведутся съемки различных районов планеты (в том числе зарубежных территорий на коммерческой основе) с целью исследования природных ресурсов Земли и окружающей среды.

Эксперименты по космической  технологии проводились на электронагревательных установках отечественного и зарубежного производства. Цель этих работ - изучение процессов структурообразования металлических сплавов в условиях невесомости и получение кристаллов полупроводниковых материалов улучшенного качества. Изучалось влияние факторов открытого космического пространства на различные материалы и элементы электрорадиосистем.

Постоянно проводятся эксперименты, направленные на дальнейшее совершенствование космической техники, проверку конструкторско-технологических решений и испытания новых образцов, включая монтажно-сборочные работы. Сюда же относятся исследования динамических характеристик ДОС «Мир» в различной конфигурации. Важным техническим экспериментом стало испытание индивидуального средства передвижения космонавта в открытом космосе. Испытательные полеты на «космическом кресле» успешно провели А.А. Серебров и А.С. Викторенко в феврале 1990 г. Сейчас оно выведено в открытый космос и прикреплено к внешней поверхности модуля «Кристалл».

Был проведен оригинальный эксперимент (на грузовом корабле «Прогресс М-15») по развертыванию в космосе крупногабаритного бескаркасного пленочного отражателя. Такие отражатели могут использоваться в качестве солнечного паруса для создания тягового усилия или для освещения районов земной поверхности отраженным солнечным светом.

Выполнены многочисленные биологические исследования жизненного цикла и изменений в развитии высших растений и животных в условиях космического полета. Проводились эксперименты по электрофоретическому разделению и очистке биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Получены и доставлены на Землю опытные партии монокристаллов белковых соединений для последующего использования в фармакологии.

На станции постоянно  ведутся медицинские эксперименты, наблюдения и исследования по дальнейшей оценке влияния невесомости и других факторов космического полета на организм человека. Апробирована и доведена до практического использования созданная в нашей стране система профилактических предполетных, полетных и ре-адаптационных мероприятий, включающая режимы работы, отдыха и питания, программы проведения наземных и орбитальных тренировок, вопросы применения    фармакологических средств и специальных устройств, обеспечение психологической поддержки и многое другое. Это позволило без ущерба для здоровья совершать длительные космические полеты, сохраняя высокую работоспособность и хорошее самочувствие у мужчин и женщин. Обширная статистика это подтверждает. Наш единственный в мире многолетний опыт в этой области сейчас интенсивно осваивают американские ученые и астронавты для реализации его на станции «Альфа». Советскими и российскими космонавтами за 16 лет в 20 полетах достигнута длительность пребывания на орбите 4-5 месяцев, около 6 месяцев продолжалось 18 полетов, четыре полета (Романенко Ю.В., Титов В.Г., Манаров М.Х., Крикалев С.К.) длились 10-12 месяцев. Кроме того, превысив рекорды своих стран, два американских астронавта летали на станции «Мир» по 4 месяца и немецкий космонавт - 6 месяцев. Полеты космонавтов на станции «Мир» существенно подняли планку и мировых рекордов. Врач В.В. Поляков совершил два полета продолжительностью 240 и 437 сут, установив абсолютные мировые рекорды продолжительности за один полет и по суммарному пребыванию в космосе. Особого внимания заслуживают рекордные полеты женщин: 169-ти суточный полет Елены Кондаковой и 188-ми суточный полет Шеннон Люсид.

КОСМОНАВТИКА

В своих мечтах, отраженных в сказках, легендах, фантастических романах, человечество издавна стремилось в космос; об этом свидетельствуют и многочисленные (как правило, неосуществимые) изобретения прошлого. И только с развитием научно-технического прогресса и успехами научно-технической революции в XX в. возникла возможность воплощения этих мечтаний в действительность. В 1903 г. в одном из русских журналов появилась статья «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Ее автором был учитель из Калуги К. Э. Циолковский. В своей работе Циолковский впервые обосновал возможности межпланетных полетов с помощью ракеты. После этого у великого ученого было еще много удивительных прозрений, сделано много расчетов, дерзких проектов, давших их автору право называться основоположником теоретической космонавтики.

В 1929 г. издает свою книгу  «Завоевание межпланетных пространств» еще один замечательный самоучка — Ю. В. Кондратюк. В этой работе было много оригинального. В ней изобретатель разрабатывал теорию межпланетного полета с заправкой кораблей на искусственных спутниках планет, предлагал интересную схему полета на Луну и многое другое. С работами Циолковского Кондратюк познакомился после того, как сделал свои изобретения. Это было как откровение. «Я каждый раз удивляюсь сходству нашего образа мыслей», — пишет Кондратюк в Калугу.

Но, как известно, теория без практики мертва. Это понимали энтузиасты во многих странах. Несколько десятков патентов на изобретения в области ракетной техники получает в 20—30-х гг. XX в. американский ученый Р. Годдард, в это же время опыты с жидкостными ракетными двигателями проводит в Германии профессор Г. Оберт. Напряженно работают над воплощением теории в жизнь и на родине Циолковского.

12 декабря 1930 г. в  газете «Вечерняя Москва» появилось  объявление: «Ко всем, кто интересуется  проблемой межпланетных сообщений...»  Это объявление ознаменовало  создание Группы изучения реактивного движения (ГИРД). Ее руководителями стали энтузиасты ракетной техники Ф. А. Цандер и С. /7. Королев. Результаты их подвижнической работы не заставили себя долго ждать. В 1933 г. была запущена первая советская жидкостная ракета. В этом же году в стране создается Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ).

В конце 50-х гг. С. П. Королев  возглавляет уже большой коллектив, создающий мощные ракеты. И вот  наступило 4 октября 1957 г. — день начала космической эры. «Он был мал, этот самый первый искусственный спутник нашей старой планеты, но его земные позывные разнеслись по всем материкам...» — вспоминал потом Главный конструктор С. П. Королев.

За первыми спутниками в космос вышли космические корабли  «Восток», также созданные под руководством Королева. Приближался великий день первого космического полета человека. 12 апреля 1961 г. Главный конструк-

тор проводил в полет  Юрия Гагарина. Мир ликовал, а помыслы  Королева устремились еще дальше — к Луне и планетам.

Первые полеты в космическое пространство потребовали для своего осуществления огромной работы многочисленных научных институтов, конструкторских бюро, заводских коллективов. Совокупность самых современных отраслей науки и техники, обеспечивающих освоение космоса с помощью разного рода космических аппаратов, и называют сейчас космонавтикой. Прежде чем отправить космический аппарат на околоземную орбиту или к какому-нибудь небесному телу, необходимо провести баллистические расчеты; определить оптимальную траекторию полета, данные для ее коррекции, выбрать удобные моменты для старта и посадки. Эти теоретические проблемы решают различные научные организации.