В советское время целая серия космических кораблей носила название «Восток». В основном они предназначались для того, чтобы совершать пилотируемые полеты вдоль околоземной орбиты. Их разрабатывали под чутким надзором Сергея Павловича Королёва, являвшегося на то время (1958-1963 г. г.) генеральным конструктором ОКБ-1.
Исторические данные
Как гласит история, первый полет человека в целях изучения космического пространства был произведен на борту первого пилотируемого корабля «Восток». Его запуск произошел в 1961 году, 12 апреля. Именно «Восток» по праву считается первой в мире ракетой, совершившей полет в открытый космос.
Следует отметить, что самый первый корабль из серии «Восток», на борту которого тогда находился знаменитый Ю. А. Гагарин, смог совершить полный полет вокруг нашей планеты, который длился 108 минут и совершил удачную посадку на землю. Уже через некоторое время космическое судно под названием «Восток-5», на котором отправился В. Ф. Быковский, смогло пробыть в космосе практически пять суток. Именно столько времени ему понадобилось, чтобы облететь вокруг Земли 81 раз.
Цель использования
Космические корабли серии «Восток» предназначались в первую очередь для того, чтобы детально изучить то воздействие, которое производят условия пребывания космонавта в орбитальном полете на его самочувствие и уровень работоспособности. К тому же, это позволяло отработать все имеющиеся системы и конструкции, а также проверить все основные принципы, по которым происходила проектировка и построение космических суден.
Вопреки тому, что основная программа была завершена, использование модификаций базовых конструкции из серии «Восток» все еще продолжалось. Именно их использовали в качестве основы для создания российских и советских спутников. Их основным предназначением было производить военные разведки, картографию, заниматься биологическими исследованиями, а также изучать земные ресурсы.
Первые работы
К разработке проекта первого пилотируемого космического судна М. К. Тихонравов приступил во время того, как работал в ОКБ-1, в 1957 году, весной. Уже тогда была окончена подготовка плана исследований, соответствующих проекту, в которых было предусмотрено то, что должен быть создан пилотируемый корабль-спутник. Уже к началу 1958 года было проведено несколько исследований, касательно возможных конструкций, которые могли иметь спускаемые аппараты. Это совершалось для того, чтобы можно было вернуться с орбиты ИСЗ.
Длительные исследования привели к тому, что весной этого же года, были определены основные параметры проектируемого объекта. Так, вес судна мог достичь 5-5,5 тонн, во время входа в атмосферу оно могло достигать 8-9 G, судно должно было оснащаться сферическим спускаемым аппаратом, чья поверхность предположительно должна была выдерживать температуру 2-3,5 тысяч градусов Цельсия, получаемую во время входа в атмосферу. Такой теплозащитный слой мог иметь массу около 1,5 тонн. Ожидалось, что показатель рабочей высоты полета сможет достичь 250 километров, а приземление будет совершаться с точностью до 100-150. В то время, когда ракета вновь возвращается на землю, примерно за 10 км до посадки, пилот должен был катапультироваться. В конце лета этого же года, специалисты подготовили отчетность, в которой была обоснована возможность касательно того, чтобы принять окончательное решение в сфере опытно-конструкторской работы. С этого момента началась подготовка всех конструкторских документов. В середине 1959 года уже имелся отчет, где были представлены баллистические расчёты касательно того, как будет производиться спуск с орбиты. Уже к концу этого года правительство издало специальное постановление о том, что исследования космоса должны интенсивно развиваться, а значит – человек должен туда отправиться.
Первым проектом был эскиз, представленный весной 1960 года, на котором был изображен корабль-спутник «Восток-1». Он выступал в качестве экспериментального аппарата, который предназначался для того, чтобы отработать данную конструкцию. Это в дальнейшем позволило взять его за основу для построения «Восток-2» и «Восток-3», которые должны были стать спутником-разведчиком и пилотируемым космическим кораблем соответственно.
Разработка конструкции судна
Уже к середине 1960 года, в рамках программы «Спутник», были завершены все этапы разработки, и космический корабль был подвергнут комплексным испытаниям. В этом же году был произведен запуск нескольких спутников с животными на борту. Некоторые из этих запусков имели положительный исход, и корабли смогли благополучно приземлиться. После таких успешных полетов правительство постановило произвести запуск космического корабля, на борту которого будет находиться человек. Тем временем запуск спутников с высокоразвитыми животными на борту продолжался, но не всегда приземление происходило благополучно. Это было вызвано в основном авариями, произошедшими в ракете-носителе. После того, как было произведено несколько удачных полетов космических кораблей-спутников, на борту которых находились собаки и манекены людей, было принято решение, что полет человека может быть вполне безопасным. Таким образом, было решено осуществить первый пилотируемый полет в космос. Риск по-прежнему был очень велик, но важность космических исследований была предельно высока.
Первый полет
Первый пилотируемый полет космического судна был назначен на 12 апреля 1961 года. Тогда, на борту первого корабля из серии «Восток», был всего один человек, имевший профессию летчика-космонавта — Ю. А. Гагарин. Запуск ракеты был произведен на космодроме Байконур. После того, как Гагарину удалось облететь на ракете вокруг Земли, уже через 108 минут после отправления, корабль успешно приземлился.
Дальнейшее изучение космических просторов
Начиная с 1960 года, с территории Советского Союза был произведен запуск 12 космических суден, среди которых шесть были беспилотными, а другие шесть – пилотируемыми, которые входили в программу «Восток». В рамках данной программы впервые в мировой истории был произведен полет, длительностью 24 часа, несколько групповых полетов, в которых участвовали два корабля, а также совершила полет женщина-космонавт. В планах было совершить еще четыре полета с участием людей, но их пришлось отменить.
Технические характеристики
Исходя из технических особенностей космических кораблей серии «Восток», были созданы автоматические аппараты-беспилотники – «Фотон» и «Бион», которые продолжают запускать и в наши дни. Так, вес суден из серии «Восток» составлял приблизительно 4,7 тонны, в длину они достигали 4,4 метра. При этом в диаметре они могли быть максимум 2,4 метра. Такой комплекс включал в себя сферический спускаемый аппарат, который в то же время являлся орбитальным отсеком, а также конический приборный отсек. Теплозащитное покрытие весило около 1,5 тонн. Все отсеки были соединены механическим образом пиротехническими замками и механическими лентами. В корабельный комплекс входили также различные системы: управление в автоматическом или ручном режиме, автоматическая ориентация на Солнце, жизнеобеспечение, ручная ориентация на Землю, электропитание, управление командно-логическим путем, терморегулирование и безопасная посадка. Для того чтобы человек, находясь в космосе, мог реализовать все поставленные перед ним задачи, корабль был обеспечен всей необходимой техникой. Здесь имелись: радиотелеметрическая и автономная аппаратура для того, чтобы контролировать и регистрировать все параметры состояния человека; системы и конструкции; коротковолновая и ультракоротковолновая аппаратура, обеспечивающая двустороннюю связь судна со станциями; командная радиолиния; телевизионная система, оснащенная парой передающих камер, чтобы с Земли можно было вести наблюдение за космонавтом; тормозная двигательная установка и множество других важных систем. Общая масса корабля в комплексе с ракетой-носителем была 6,17 тонны при длине 7,35 метров.
Конструкторы, которые разрабатывали спускаемый аппарат, предпочли придать ему сферическую форму. Подоплекой тому стал высокий уровень изученности основных ее характеристик, а также стабильность аэродинамических свойств при разной скорости перемещения. Это, в свою очередь, позволило придать оптимальный вес защитному тепловому слою данного средства, а также существенно упростить баллистический план спуска ракеты с орбиты. Это всё характеризовалось значительными перегрузками, которые ощущал экипаж космического судна во время работы. В наличие у аппарата имелась пара иллюминаторов – над головой космонавта и под его ногами. Облаченный в скафандр космонавт находился в особом кресле, обладающем свойствами катапультирования. В то время, когда ракета шла на посадку, человек, пребывающий на ее борту, должен был покинуть корабль за 7 км до земли и продолжить полет на парашюте. Возможность приземления внутри корабля также существовала, но это могло быть опасным для пассажира, поскольку для корабля не были предусмотрены какие-либо средства для совершения мягкой посадки.
Аппаратное обеспечение
Для космических кораблей серии «Восток» была предусмотрена предельно простая аппаратура. После получения по радио автоматической команды с Земли, происходит автоматическая команда произвести возвращение корабля. Для того чтобы корабль имел постоянную ориентацию на горизонтальное положение, была произведена установка инфракрасных датчиков. По всей длине оси орбиты производилось выравнивание, чему способствовали солнечные и звездные датчики ориентации. Если происходит ситуация, когда автоматическое управление не работает, то космонавт всегда мог воспользоваться ручным управлением. Такая возможность предоставлялась благодаря уникальному оптическому ориентатору «Взор», который находился в кабине на полу. Иллюминатор был оснащен кольцевой зеркальной зоной, имелся также особый матовый экран со стрелками, при помощи которых можно было определить направление, куда смещалась поверхность земли. Если космическое судно пребывало в положении правильной ориентации по отношению к горизонту, то вся восьмерка визиров в зеркальной зоне была освещена солнечным светом. Решение по поводу момента осуществления маневра возвращения, космонавт принимал с помощью специального прибора в виде глобуса. Он имел особый часовой механизм и мог отобразить то положение корабля над Землей, в котором он пребывал на данный момент. Таким образом, можно было с большой точностью определить, где именно должна быть совершена посадка.
Возможности корабля
Космические судна из серии «Восток» не были предусмотрены для того, чтобы совершать пилотируемые полеты на Луну. На борт такого корабля не мог попасть ни один человек, пока он не проходил надлежащую подготовку. В основном, это связано с особенностями конструкции спускаемого аппарата судна. Из-за сферической формы здесь не были предусмотрены двигатели ориентации. Он по форме был подобен шару, но основная его масса была сконцентрирована в одном месте. Это позволяло аппарату разворачиваться той частью, которая имеет больший вес во время движения по баллистической траектории. Такое смещение центра тяжести позволяло существенно уменьшить количество перегрузок, а также придавало аппарату большую маневренность для того, чтобы изменить точку посадки. При этом, космические судна серии «Восток», не имели возможности совершать орбитальные маневры, а могли поворачиваться только по отношению к основным осям.
Серия космических кораблей
Название «Восток» с соответствующим порядковым числом смогли получить шесть суден для космических полетов. Первый из них смог совершить один полет по орбите, второй осуществил 17 оборотов, третий корабль – «Восток-3» — впервые в мире совершивший групповой полет вместе с «Востоком-4», облетел по орбите 64 раза. Что касается «Востока-4», то этот корабль совершил 48 оборотов по орбите. Космические корабли «Восток-5» и «Восток-6» в течение некоторого времени совершали групповой полет, но при этом пятый из этой серии смог совершить 81 оборот по орбите, а шестой – 48. Следует отметить, что на борту космического судна «Восток-6», впервые в мире находилась женщина-космонавт В. В. Терешкова. Все полеты прошли успешно, и корабли благополучно приземлились на землю.
