Спутник вместо бомбы: как простой аппарат изменил ход истории

60 лет назад Советский Союз вывел на орбиту первый в мире искусственный спутник Земли. Маленький алюминиевый шарик с четырьмя антеннами стимулировал развитие телекоммуникационных технологий и сделал нашу цивилизацию космической. Однако история создания спутника неразрывно связана с разработкой ядерного оружия. Как запускали первый искусственный спутник Земли, рассказывает «Футурист»

Ракета для бомбы

Ракета «Фау-2» готова к запуску. 1945 г.

Согласно Версальскому мирному договору от 1919 года немецкие военные не могли строить боевые самолеты и разрабатывать новую артиллерию. Но ракеты дальнего действия создавать не запрещали — в документе этого прописано не было. С приходом к власти Адольфа Гитлера в 1933 году начались активные разработки этого оружия. Инженеры-энтузиасты во главе с Вернером фон Брауном заручились поддержкой армии и начали строить мощный ракетный центр Пенемюнде: в нем проектировались, строились и испытывались новые ракеты. Первую в мире боевую баллистическую ракету дальнего действия назвали «Фау-2» (от нем. Vergeltungswaffe-2 — орудие возмездия). Первый пуск состоялся в 1942 году.Несмотря на то, что достижения немецких ученых унесли множество жизней, они стали большим вкладом в науку. Германия наладила технологию серийного изготовления мощных жидкостных ракетных двигателей и систем управления полетом.

13 мая 1946 года вступило в силу постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности, а в августе того же года Сергей Королев стал главным конструктором баллистических ракет дальнего действия. Поначалу советские инженеры создавали копии немецких Фау-2 из отечественных материалов, но позднее стали уходить от немецкого наследия. И если Р-1 была точной копией Фау-2, то Р-5, запущенная в 1953 году, повернула советскую космонавтику на новый путь.

Во времена холодной войны ракеты мыслились как носители для атомных бомб. Поэтому советские ученые стали работать над межконтинентальной ракетой на основе Р-5. Однако после испытаний термоядерной бомбы в августе 1953 года стало ясно: новое оружие окажется слишком массивным и громоздким для того, чтобы доставлять его на существующих ракетах. И тогда конструкторы С. Королев, В. Бармин, В. Глушко, В. Кузнецов, Н. Пилюгин и М. Рязанский решили создать совершенно новую модель ракеты. Ракету Р-7 построили в кратчайшие сроки: проект был озвучен в 1954 году, а первые запуски состоялись уже в 1957 году.

Спутник вместо бомбы

Сергей Королев подал правительству СССР идею о запуске искусственного спутника на орбиту Земли. Тогда никто не воспринял ее всерьез. Однако СССР было необходимо установить первенство в космосе. Поэтому правительство СССР поставило перед инженерами задачу создать неориентированный спутник под секретным шифром «Объект Д». Он должен был весить 1000‑1400 кг, а масса его научной аппаратуры достигала 200‑300 кг. Сложнейший по тем временам аппарат должен был проводить множество измерений.

Параллельно советские конструкторы круглосуточно трудились над обеспечением полета новой ракеты. Чтобы запустить Р-7 вместе со спутником, необходимо было выбрать место для нового полигона, построить уникальный стартовый комплекс, позаботиться о теплозащитных материалах для ракеты, создать практически с нуля систему телеметрии, радиоуправления и контроля за траекторией ракеты. «Горячие» чертежи шли напрямую в цеха опытного завода. Кроме того, нужно было позаботиться о передаче спутникового сигнала на Землю. Сроки создания «Объекта Д» были неизбежно сорваны: конструкторы не успевали создать надежную научную аппаратуру. Тем не менее, строительство нового полигона — будущего космодрома Байконур — шло полным ходом, а несколько ракет уже было готово к запуску.

Шел Международный геофизический год (МГГ). В течение 18 месяцев — с 1 июля 1957 по 31 декабря 1958 — 67 стран мира вели геофизические наблюдения и исследования. США объявили о скором запуске спутника, приурочив его к МГГ. Союз рисковал потерять первенство в космосе. Поэтому в феврале 1957 года Королев предложил отказаться от сверхсложного «Объекта Д» и запустить простейший спутник. Предложение было одобрено.

В отличие от американских проектов советский спутник имеет большие размеры и весит в несколько раз больше. Диаметр «Спутника-1» — 58 сантиметров, а его масса — 83,6 килограмма. Его шарообразный корпус можно было начинить гораздо большим количеством научных приборов, чем американский спутник. Серебристо-белая алюминиевая поверхность хорошо отполирована и отражает падающие на него лучи Солнца. Четыре стержня длиной от 2,4 до 2,9 метра — это антенны, которые отправляют на Землю радиосигналы.

Перед пуском спутник заполняется газообразным азотом. Это сделано для того, чтобы поддерживать внутри постоянную температуру. Дело в том, что аппарат попадает то под лучи Солнца, то в тень Земли, и его корпус то нагревается, то охлаждается, и это влияет на работу радиоаппаратуры.

В мае 1957 года начались испытания ракеты Р‑7. Несколько неудачных запусков подряд заставили конструкторов пересмотреть конструкцию головной части ракеты. 22 сентября на полигон прибыла ракета-носитель 8К71ПС («Спутник») — существенно облегченная версия стандартных ракет Р-7. Так как точности в запуске простого спутника не требовалось, инженеры полностью сняли систему радиоуправления, одну из систем телеметрии, а головную часть заменили на переходник под спутник.

Семейство ракет, созданных на базе Р-7. Знаменитая ракета «Спутник» — вторая слева

4 октября 1957 г. в 22 ч. 28 мин. 3 с по московскому времени состоялся пуск ракеты вместе со спутником. Через 295,4 с спутник и центральный блок ракеты-носителя вышли на орбиту. Впервые была достигнута первая космическая скорость: для первого спутника она составляла 7780 м/с. Вскоре Земля получила первые сигналы — всем известный писк.

Сообщение ТАСС заканчивалось словами: «Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества».

Так маленький спутник, заменивший собой термоядерную бомбу, принес огромную пользу миру и политический престиж отдельной стране.

«Спутник-1» просуществовал 92 дня. За это время он совершил 1440 оборотов. С Земли он был виден как самая яркая звезда.

От «Спутника-1» к квантовому спутнику Китая

Проект китайского квантового спутника QUESS

Если запуск «Спутника-1» ознаменовал собой покорение космоса, то сейчас спутники используются для самых разнообразных — даже скучных и повседневных задач. Рои малых спутников — всевозможные «микро», «нано» и «пико» — летают вокруг Земли и отслеживают все, что происходит на нашей планете и вокруг нее.

Спутники дистанционного зондирования измеряют излучение земных объектов для решения задач сельского хозяйства, геодезии, картографирования и метеорологии. Метеорологические спутники отслеживают погоду и изменения земного климата. Астрономические спутники исследуют и фотографируют планеты, галактики и другие космические объекты. Одним из таких спутников считается телескоп Хаббл. Разные страны следят друг за другом с помощью спутников-шпионов. Международная космическая станция (МКС), кстати — это тоже спутник, только с экипажем внутри.

«Спутник-1» подтолкнул мир к созданию Интернета: вследствие успешного запуска советского спутника Министерство обороны США форсировало разработку телекоммуникационной сети ARPANET. Сейчас спутники используются в системе GPS, мобильной связи, а миллиардеры мечтают о массовом запуске спутников, чтобы подарить Интернет всему миру. 16 августа 2016 года Китай запустил первый в мире квантовый спутник. Это может положить начало создания коммуникационных связей, которые невозможно взломать.