velikol.ru
1

ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК СОЛНЦА

Профессор Г. В. ПЕТРОВИЧ

2 января 1959 г., около 8 часов вечера по московскому времени в Советском Союзе был дан старт мощной космической ракеты. Раскален­ные продукты сгорания, вытекающие из сопел двигательной установки со скоростью нескольких километров в секунду, ярко осветили всю обозри­мую землю, покрытую снегом, и небо, затянутое облаками. Стало светло, как днем. В месте старта мощными клубами поднялись с земли пары воды и облака снега. Волшебная картина старта космической ракеты сопро­вождалась неукротимым ревом двигательной установки, развивающей мощность в миллионы лошадиных сил.

Набирая скорость, многоступенчатая ракета уверенно устремилась вер­тикально ввысь, затем плавно вышла на заданную траекторию, впервые в истории человечества достигла второй космической скорости и превы­сила ее, после чего была выключена двигательная установка последней ступени ракеты. Конечная ступень космической ракеты весом в полторы тонны (1472 кг после израсходования рабочего запаса топлива) полностью преодолела притяжение Земли и по гиперболической траектории устреми­лась в сторону Луны; через 34 часа после старта она прошла на близком от Луны расстоянии, составляющем 5000—6000 км, и вышла на эллипти­ческую траекторию своего вечного движения вокруг Солнца в качестве его спутника, новой планеты нашей солнечной системы.

В период со дня старта космической ракеты до выхода ее на посто­янную орбиту было объявлено по радио и опубликовано в печати 13 сообщений ТАСС, в которых фиксировался пройденный ракетой путь и прогнозировалось ее дальнейшее движение, а также отмечались наи-' более, замечательные события, сопровождавшие этот исторический полет.

4 октября 1957 г. человечество праздновало свою первую победу над панцирем земного тяготения, когда советская ракета достигла первой космической скорости, обеспечившей создание искусственного спутни­ка Земли. 3 ноября 1957 г. и 15 мая 1958 г. гений советского народа создал еще более тяжелые и выше летающие спутники Земли — лабора­тории в Космосе. 2 января 1959 г. человечество праздновало вторую и окончательную свою победу над панцирем земного тяготения, когда советская космическая ракета достигла и превзошла вторую космиче­скую скорость, что позволило ракете навсегда покинуть Землю и занять свое место в хороводе планет и планетоидов, вращающихся вокруг Солнца.

Советский космический корабль впервые отправился в межпланетный полет, двигаясь по орбите, пересекающей орбиту Земли и приближаю­щейся к орбите Марса на расстояние около 15 млн км, что примерно в четыре раза меньше расстояния между Землей и Марсом во время его ве­ликого противостояния. По расчетам, большая ось орбиты космической

первый искусственный спутник солнца

9

ракеты составляет с большой осью орбиты Земли угол, равный пример­но 15°, наклонение орбиты ракеты к плоскости орбиты Земли—-около Г, эксцентриситет орбиты ракеты в ее движении вокруг Солнца доволь­но значителен — он равен 0,148. Перигелий этой искусственной планеты отстоит от Солнца на 146 млн км (примерно на 1 млн км ближе, чем у Земли), а афелий — приблизительно на 197 млн км (на 45 млн км дальше, чем у Земли), период обращения вокруг Солнца — 450 земных суток (почти 15 месяцев), максимальная скорость движения вокруг Солнца — 32,5 км/сек, минимальная — 23,7 км/сек.

Максимальное расстояние между ракетой и Землей при их движении вокруг Солнца будет достигать 300—350 млн км. Минимальное рас­стояние между ними может быть весьма мало. Однако вероятность их близкой встречи незначительна.

Полет космической ракеты позволил осуществить сложный комплекс научных исследований межпланетной среды на больших расстояниях от Земли, чем когда-либо раньше. Использованная при этом научная и из­мерительная аппаратура с контейнером и источниками питания, разме­щенная на последней ступени ракеты, обладает весом 361,3 кг.

Состав установленной на борту аппаратуры обеспечил изучение ин­тенсивности и вариаций интенсивности космических лучей, фотонов в космическом излучении, тяжелых ядер в первичном космическом излу­чении, метеорных частиц, газовой компоненты межпланетного вещества и корпускулярного излучения Солнца, магнитных полей, температуры и давления в контейнере, определение траектории полета космической ра­кеты и прогнозирование ее дальнейшего движения, создание искусствен­ной натриевой кометы.

Радиопередатчики на борту последней ступени ракеты излучали сиг­налы на частотах 19,993 мгц, 19,995 мгц, 19,997 мгц и 183,6 мгц, обес­печивая связь с Землей и передачу необходимой информации.

Нормальное функционирование научной аппаратуры позволило по­лучить важные результаты, которые в дальнейшем будут публиковаться по мере обработки.

Для создания спутника Солнца весом в полторы тонны использована усовершенствованная мощная баллистическая ракета, с помощью ко­торой могут быть запущены спутники Земли любого назначения весом во много тонн или доставлены в любую точку земного шара грузы еще большего веса.

Такие усовершенствованные ракеты отличаются высокой весовой от­дачей конструкции, высокоэффективными мощными двигателями, ос­нащены системами, обеспечивающими оптимальное функционирование агрегатов, используют наиболее совершенные системы стабилизации и управления полетом ракеты.

Успешные полеты советских ракет — не единичный, случайный успех на фоне неудачных пусков, а результат планомерной систематической отработки конструкции. Советские ракеты безотказно стартуют в заранее назначенное время и движутся по строго заданным траекториям.

Полет космической ракеты в межпланетное пространство является логическим дальнейшим шагом в деле изучения и освоения Космоса на базе всестороннего развития ракетной техники в Советском Союзе. Ракеты ближнего действия, внутриконтинентальные ракеты, межконтинентальные ракеты, спутники Земли, наконец, спутник Солнца — таков пройденный нами путь.

Советские баллистические ракеты служат делу мира, прогрессу нау­ки, познанию и покорению Космоса. Но эти же ракеты стоят на страже нашей социалистической Родины и готовы к сокрушительному отпору

10

^ Г. В. ПЕТРОВИЧ

любому агрессору, посягнувшему на нашу страну или другие страны социалистического лагеря, связанные с нами договорами о взаимной помощи и защите. Но мы верим, что силы мира восторжествуют и чело­вечество никогда не узнает ужасов ядерной войны.

Как ни замечательны достижения в области ракетостроения, просла­вившие Советский Союз, пройденный путь является лишь началом вели­кого пути, по которому проследует человечество в своем дальнейшем развитии.

Теперь очевидно, что в ближайшие годы развитие ракетной техни­ки приведет к трем основным направлениям в изучении и освоении Кос­моса, которые будут разрабатываться одновременно.

Первое направление связано с созданием ряда искусственных спут­ников Земли различного тоннажа и назначения, в первую очередь группы спутников, обеспечивающих постоянное наблюдение над всей поверх­ностью Земли и окружающим ее воздушным океаном, снабженных ком­плексом необходимой для этого научной аппаратуры, в том числе оп­тической и телевизионной.

Значение таких спутников для развития наших знаний о Земле и приле­гающем космическом пространстве исключительно велико. Естественно, что плоскость орбиты спутников-наблюдателей будет составлять боль­шой угол с земным экватором, с тем чтобы охватить наблюдениями всю поверхность земного шара.

Будет отрабатываться безопасный автоматический спуск спутников или их существенной части на Землю, в основном за счет торможения атмосферой, как с использованием несущих поверхностей (планирующий спуск), так и без них. После отработки безопасного спуска контейне­ров с аппаратурой, затем с животными, настанет черед и для полета человека на искусственном спутнике с возвратом на Землю.

Дальнейшее развитие этого направления приведет к созданию богато оборудованных спутников-на>блюдателей, подлинных станций вне Зем­ли, космических лабораторий и обсерваторий. Со временем эти станции будут выполнять дополнительные функции, связанные с обслуживанием межпланетных перелетов, совершаемых космическими ракетами.

Средняя высота, на которой будут находиться искусственные спутни­ки над поверхностью Земли, будет зависеть от назначения спутника и характеристик его оборудования. Эта высота будет изменяться в пре­делах от немногих сотен километров для первых спутников-наблюдате­лей, до тысяч и десятков тысяч километров — для станций, например, обслуживающих космические ракеты в их межпланетных рейсах.

Второе направление в изучении и освоении Космоса связано с есте­ственным спутником Земли—Луною. Советский космический корабль был запущен на свою орбиту таким образом, что прошел в непосредствен­ной близости от лунной поверхности, на расстоянии в 70 раз меньшем расстояния от Земли до Луны. Этим полетом положено лишь начало изучения ближайшего к нам небесного тела — Луны. Последующие по­леты позволят совершить облет Луны с фотографированием ее обрат­ной стороны и передачей изображения на Землю при возвратном дви­жении ракеты.

Целесообразно создание искусственного спутника Луны, поддержи­вающего постоянную радиосвязь с Землей.

При полетах лунных ракет тщательному исследованию подвергнется космическое пространство со всеми происходящими в нем явлениями в радиусе полмиллиона километров от Земли.

Как показал успешный полет советской космической ракеты, радио­связь надежно поддерживается на расстоянии от Земли порядка полу-

^ ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК СОЛНЦА Ц

миллиона километров и — теперь стало ясно — может быть осуществле­на и на много большее расстояние.

Изучение Луны может быть существенно расширено путем размещения на ее поверхности научных приборов с телеметрической и телевизионной аппаратурой и радиостанцией для связи с Землей и передачи научных на­блюдений. Для этого потребуется решить задачу безопасного спуска на лунную поверхность контейнеров с приборами.

Отсутствие атмосферы на Луне в количествах, имеющих практическое значение, требует использования работы ракетных двигателей конечной ступени ракеты либо специальных тормозных ракетных двигателей для обеспечения погашения скорости подхода ракеты к Луне и достаточно плавной (для обеспечения сохранности аппаратуры) посадки. Для совер­шения такого полета лунная ракета должна сначала приобрести скорость, близкую ко второй космической, чтобы достигнуть Луны (желательно с некоторым превышением для резкого сокращения времени полета), а затем погасить скорость приблизительно на 3 км/сек, чтобы произвести безударную посадку на поверхность. Таким образом, полет на Луну с по­садкой, при которой скорость встречи ракеты с лунной поверхностью равна нулю, требует сообщения ракете суммарной скорости, эквивалентной при­мерно 14,5 км/сек.

Телеметрические изучения свойств лунной поверхности не могут дать исчерпывающий ответ на все интересующие науку вопросы. В качестве од­ного из них может рассматриваться вопрос о составе лунных пород, их природе и происхождении. Поэтому логичным и неизбежным представляет­ся осуществление полета ракеты с человеком на борту. Исследование строения лунной поверхности, взятие на борт ракеты образцов лунных по­род для всестороннего анализа в земных лабораториях поднимут на новый, более высокий уровень работы по изучению ближайшего к нам небесного тела, а также могут дать большой материал для изучения геологических и, возможно, космогонических процессов вообще. Отсутствие на Луне ат­мосферы и воды дает основание полагать, что строение ее поверхности в известной мере сохраняется в своем «первобытном» виде, не подвергаясь последующим напластованиям под действием воды, ветра и ледников, как это имеет место в земных условиях.

Накопление опыта безопасной посадки на Луну тяжелых контейнеров с автоматической научной аппаратурой, изучение с помощью этой аппара­туры господствующих там условий будут способствовать накоплению дан­ных, необходимых для осуществления полета человека на Луну.

Автономно осуществить полет человека на борту исследовательской ракеты с посадкой на Луну и возвратом на Землю энергетически трудно, поскольку такая ракета должна быть способна развить суммарную экви­валентную скорость полета порядка третьей космической скорости, напри­мер 11,2 км/'сек — для удаления от Земли и достижения Луны, 3,3 км/сек — для торможения при посадке на Луну, 2,4 км/сек — при взлете с Луны для возвращения на Землю; остальной избыток скорости гасится торможе­нием атмосферы при посадке на Землю. Учитывая необходимость допол­нительного запаса энергии на борту ракеты для корректировки полета, в частности при возвратном подходе к Земле, потребная минимальная сум­марная эквивалентная скорость будет немного больше 17 км/сек.

Полеты с человеком могут быть осуществлены и с помощью менее мощ­ной ракеты. Для этого достаточно заблаговременно забросить на Луну ^с безударно и посадкой на лунную поверхность) контейнеры с запасом топлива, необходимым для заправки ракеты перед ее возвращением на

12

^ Г. В. ПЕТРОВИЧ

В этом случае при старте с Земли достаточно запасти на борту ракеты количество топлива, необходимое для достижения ее конечной ступенью' Луны и осуществления безопасного спуска на лунную поверхность. После выполнения программы исследований на Луне и заправки конечной ступе­ни ракеты топливом из грузовых контейнеров возвращение экспедиции на Землю может быть успешным.

Ввиду сложности осуществления космического полета человека, для увеличения шансов на благополучный исход экспедиции, возможно, ока­жется целесообразным отправить в полет одновременно две «лунные» ракеты. При этом создается возможность оказания взаимной помощи эки­пажами при подготовке обратного старта на Луне и, в случае неустрани­мых неисправностей на одной из ракет, возвращения обоих экипажей на одной ракете.

Несомненно, что полету человека с посадкой на Луну будет пред­шествовать облет человеком Луны с посадкой на Землю как энерге­тически более доступный, менее сложный для выполнения, заключающий' в то же время в себе большие научные возможности.

Третье направление в изучении и освоении Космоса относится к изу­чению планет нашей солнечной системы. В настоящее время может осу­ществляться подготовка к полетам космических ракет-разведчиков к Марсу и Венере—ближайшим к нам планетам. То, что энергетически такие полеты вполне доступны при современном развитии ракетной техники, показал первый межпланетный полет советской космической ракеты, стартовавшей 2 января 1959 г., пролетевшей вблизи Луны и устремившейся к орбите Марса.

Цель первых межпланетных полетов — максимально сблизиться с исследуемыми планетами для изучения их свойств с последующей пере­дачей результатов наблюдений на Землю при возвратном сближении космических ракет с Землею.

Межпланетные полеты будут длительными. Полеты даже к бли­жайшим планетам с возвращением к Земле будут длиться годами1. Продолжительность полетов может быть существенно сокращена пу­тем увеличения скорости полета за счет уменьшения веса полезного-груза. Однако такой путь может привести к снижению научной ценности эксперимента.

Если учесть, что эти полеты к планетам явятся первыми межпланет­ными полетами, то нас не должна смущать их продолжительность.. В дальнейшем развитие ракетной техники, а главное создание ракет­ных двигателей, использующих более мощные источники энергии, чем; современные ракетные двигатели, откроют новые возможности. Поле­ты к планетам станут более быстрыми, а выбор рационального време­ни старта менее жестким, чем в настоящее время.

Полезно вспомнить, что первое кругосветное путешествие было со­вершено экспедицией Магеллана за три года, с большими трудностя­ми и лишениями. Более того, все кругосветные путешествия до начала' текущего века занимали примерно столько же времени, во всяком слу­чае их длительность измерялась годами. В наше же время с помощью-авиации этот путь может быть преодолен за двое-трое суток, а з случае необходимости — и быстрее. Ракетная же техника позволит об­лететь вокруг Земли за два часа.

Говоря о длительности межпланетных полетов, не следует забывать

1 См.: Г. В. Петрович. Основные проблемы космонавтики. «Вестник Академии, наук СССР», 1958, № 6.

первый искусственный спутник солнца

13

о протяженности маршрутов, измеряющейся сотнями миллионов и мил­лиардами километров.

Зондирование и изучение автоматическими ракетами-разведчиками всего околосолнечного пространства, как в области внутренних, так и внешних планет, является обязательным условием дальнейшего про­никновения в Космос. В этом отношении несомненный интерес пред­ставляет также создание ряда движущихся по различным заданным орбитам искусственных спутников Солнца, снабженных приборами и постоянно действующей радиостанцией, питаемой солнечными бата­реями.

Все три рассмотренных направления ближайшего изучения и осво­ения Космоса,— именно: дальнейшее создание спутников Земли различ­ного научного назначения, изучение Луны, осуществление межпла­нетных полетов и дальнейшее создание спутников Солнца — для своего полноценного развития требуют, в первую очередь, непрерывного про­гресса ракетной техники и создания еще более эффективных ракет с большим стартовым весом, что возможно лишь при условии успеш­ной разработки еще более мощных двигательных установок с повы­шенной удельной тягой. Кроме того, должны совершенствоваться си­стемы стабилизации и управления ракетами, а также весь сложный комплекс наземного оборудования, обеспечивающий подготовку и про­изводство старта.

Только таким путем могут быть созданы предпосылки для успеш­ного проникновения в Космос. Лишь путем использования тяжелых кос­мических кораблей с достаточно большим полезным грузом могут быть успешно и с перспективой решены задачи изучения и покорения окру­жающих нас космических просторов.

Осуществление программы создания спутников Земли, лунных ра­кет, межпланетных кораблей и спутников Солнца потребует дальней­шей разработки разнообразной научной аппаратуры для изучения кос­мической среды и совершенствования многоканальной телеметрической радиоаппаратуры с большой разрешающей способностью для передачи результатов наблюдений на Землю с расстояний, измеряемых многими миллионами километров.

Большой размах должны получить исследования в области косми­ческой медицины, так как приближается время, когда разработка про­блем этой отрасли знания должна будет завершиться конкретными ре­альными рекомендациями.

Изложенная программа непосредственного проникновения в Космос по существу была провозглашена в конце прошлого и начале настоя­щего века К. Э. Циолковским. В своих классических трудах с необы­чайной широтой взглядов и поразительной смелостью Циолковский опи­сал путь последовательного изучения и заселения космического про­странства с использованием всего многообразия населяющих его небес­ных тел.

Советские ученые и конструкторы, посвятившие себя этой проблеме, являются учениками Циолковского и продолжателями его великого де­ла. Мы вступили лишь в начальный этап замечательного, указанного Циолковским пути проникновения в безграничные просторы окружаю­щего нас мирового пространства. И этот путь не имеет конца, как и путь прогресса человечества.

Многие советские ученые, конструкторы и техники посвятили свою жизнь великому делу завоевания Космоса ради радости познания Все­ленной, ради блага человечества, и они счастливы, что живут и трудят­ся в советском государстве, предоставившем им все возможности нашей

14

^ Г. В. ПЕТРОВИЧ

высокоразвитой социалистической науки и промышленности для осу­ществления самых сокровенных и дерзновенных замыслов, вынашивае­мых человечеством еще с колыбели своего развития.

Мы счастливы, что живем и трудимся в стране социализма, все по­мыслы руководителей которой направлены на сохранение мира на на­шей планете и вне ее, на увеличение благосостояния всех трудящихся за счет их собственного труда.

Создатели космической ракеты с чувством любви и глубокой благо­дарности посвятили ее успешный пуск XXI съезду Коммунистической партии Советского Союза, съезду, чьи решения прокладывают дальше дорогу к счастью и изобилию в нашей стране, дорогу, ярко освещен­ную солнцем мира и дружбы со всеми народами нашей чудесной планеты.

Работники научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, заводов и испытательных организаций, обеспечивших создание и запуск космической ракеты, с воодушевлением восприняли выступле­ние Н. С. Хрущева на XXI съезде КПСС, горячо поздравившего их от имени партии и советского народа.

В ответ на эту благодарность, на многочисленные поздравления, по­ступившие из разных частей нашей планеты, ученые, специалисты и ра­бочие— создатели ракеты — добиваются упорным трудом новых успе­хов на своем поприще.

Пусть же совершает дальше свой славный путь искусственный спут­ник Солнца и гордо несет вымпелы с Государственным гербом Совет­ского Союза и памятной датой своего рождения.

Настанет время, когда космические туристы будущего выйдут на орбиту этой первой в мире искусственной планеты, чтобы, поравнявшись с нею, увидеть эти вымпелы и отдать должное стране, сделавшей счастье всего человечества своим знаменем.