История будущего: как человечество прокладывает дорогу в космос
Космическая история человечества с каждым десятилетием будет терять все больше подробностей. Чем больших успехов мы будем добиваться, тем менее значительными будут казаться очень важные достижения прошлого. Возможно, в школах следовало бы изучать не историю политических противостояний, кровопролитий и распрей, а впечатляющий путь нашего научно-технического прогресса.
За последние 70 лет человечество отправило в космос множество разнообразных аппаратов. Мало кто сомневается, что будущее нашей цивилизации связано с космосом. Несмотря на множество неурядиц и конфликтов, огромное количество разнообразных маркетинговых и медийных «завлекалок», космос все равно «переманивает» лучшие умы человечества. Более того, он является мечтой не только интеллектуальной элиты, но и почти всех детей на планете, а значит «последний рубеж человечества» рано или поздно будет преодолен. Попробуем рассмотреть некоторые важные вехи космического пути. Возможно, сегодня многие из них кажутся малозначительными, а после первого межзвездного полета станут и вовсе забавными, как деревянный велосипед на фоне болида Формулы-1. Тем не менее, именно эти научно-технические подвиги показали, каких успехов может достичь идея, захватывающая умы множества людей.
Начало, Фау-2
Возможно, когда-нибудь нам будет неловко рассказывать братьям по разуму о том, как начался наш путь в космос. Как и многие наши лучшие достижения, путь в космос проложили военные технологии. Ракета Фау-2, разработанная немецкими нацистами, стала первым летательным аппаратом, способным достичь ближнего космоса.
Ракета Фау-2 стала основой для разработки ракеты V-2, которая сняла из космоса первое видео Земли
После войны на основе этой ракеты были созданы первые американские и советские ракеты, способные «подпрыгивать» на высоту до 200 км (высота орбиты МКС около 400 км).
Еще до запуска первого спутника, на советской ракете Р-2А 16 мая 1957 на высоту 210 км летали две собаки. До 1960-го года состоялась дюжина таких запусков.
В США на основе все той же Фау-2 была создана ракета V-2, которую также использовали для изучения околоземного пространства, причем с еще большим размахом. Всего с 1946-го по 1951-й годы американцы выполнили более 80 полетов на высоту более 160 км.
Некоторые из этих полетов были особенно ценными, например во время одного из них было получено первое видео Земли из космоса. Также в околоземное пространство на ракетах V-2 летали плодовые мушки, семена различных растений, мыши и макаки.
Эти полеты дали огромное количество научной информации об условиях на крайне больших высотах. Ракеты, разработанные для войны, вернулись на Землю с ценной информацией о солнечной радиации, параметрах ионосферы и верхних слоев атмосферы. Без этих данных было бы невозможно дальнейшее освоение космоса, ведь до первых ракетных полетов о нем практически ничего не знали.
Первый спутник
Будут ли через несколько сотен лет считать запуск спутника первым шагом человечества в космос или это технологическое достижение будет казаться слишком незначительным? Ответить на этот вопрос трудно, но на сегодняшний день первый успешный вывод космического аппарата на орбиту Земли является очень значимым событием. Во многом, этот эксперимент является фундаментом, на котором стоит современная мощная спутниковая группировка со всеми ее выдающимися преимуществами, например GPS и глобальной коммуникацией. Более того, спутник изменил историю планеты, стал мощнейшим катализатором научно-технического прогресса.
Первый спутник, советский аппарат ПС-1, запустили в космос 4 октября 1957 года. Небольшой аппарат диаметром 58 см нес на борту простейший по нынешним меркам радиопередатчик, который транслировал простое «бип-бип». Тем не менее, сигналы этого спутника наделали даже больше шума, чем испытание ядерной бомбы - человечество впервые продемонстрировало свою власть над орбитой.
Спутник ПС-1 имел простую конструкцию, но он послужил мощнейшим катализатором космической гонки
Во времена холодной войны запуск советского спутника вызвал очень острую реакцию США. Американских политиков так напугал успех СССР, что они буквально «затопили» деньгами свой аэрокосмический сектор.
Именно в то время Пентагон создал Агентство передовых исследовательских проектов (позже DARPA), а Национальный научный фонд США увеличил свой бюджет в 4 раза. Но, главное, через год после старта ПС-1 была создана одна из крупнейших организаций, занимающаяся изучением космоса: президент Эйзенхауэр подписал указ о создании Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства - НАСА.
После запуска советского спутника, граждане США охотно согласились на астрономические траты по лунной программе Аполлон, что во многом обеспечило ее успех и стало следующим важнейшим технологическим достижением человечества.
Сатурн-V
После первого спутника, освоение орбиты стало вопросом времени: космические корабли для людей были сложным делом, но оно уже было по плечу инженерам. После полета Юрия Гагарина, пути закрепления людей на орбите Земли были намечены и оставалось лишь развивать соответствующие технологии.
Но человечество уже поставило следующую задачу, как всегда оно смотрело за едва-едва освоенный горизонт – на Луну.
Основная проблема полета на Луну в те годы заключалась в создании достаточно мощной ракеты-носителя, которая могла бы поднять тяжелый космический корабль, спускаемый аппарат и в приемлемые сроки доставить их к спутнику нашей планеты и обратно.
В США это была ракета Saturn V, а в СССР – Н1. К сожалению, советский проект потерпел неудачу. Поэтому до сих пор Saturn V остается самой крупной, высокой, тяжелой и мощной ракетой-носителем, которая когда-либо взлетала с поверхности Земли. Именно эта ракета доставила людей на Луну, что пока является самым выдающимся достижением пилотируемой космонавтики.
На создание Saturn V были затрачены огромные силы и средства. В частности для сборки ракеты было построено огромное здание высотой в 50 этажей. Это здание, названное VAB (Vertical Assembly Building), стало «домом» и для других крупнейших космических аппаратов, включая Space Shuttle.
Ракеты Saturn V смогли доставить людей на Луну
Saturn V имеет высоту 111 м (36-этажное здание), вес 2800 т, тягу 34,5 млн. ньютонов. Ракета могла забросить на околоземную орбиту рекордные 118 т полезной нагрузки, а на Луну – около 50 т. Лучшие тяжелые современные ракеты не могут похвастаться даже половинными значениями полезной нагрузки Saturn V.
Начиная с первых беспилотных испытательных полетов в 1967 году, Saturn V выполнил 13 успешных запусков. Ракета не только доставляла людей на Луну, но и вывела на орбиту первую американскую космическую станцию - Skylab.
Apollo
Космический аппарат Apollo – первый корабль, который доставил людей на поверхность другого небесного тела. Из-за несовершенных технологий 1960-х годов, создание Apollo было поиском очень сложных компромиссов.
Спускаемый лунный модуль корабля Apollo
Apollo состоял из спускаемого лунного модуля весом 4,8 т и 30-тонного обтекаемого командно-служебного модуля, конструкция которого сегодня служит основой для многих проектов «частных» американских космических кораблей.
Внутри спускаемого лунного модуля Apollo
Командно-служебный модуль состоял из двух частей: собственно служебного модуля и аппарата, предназначенного для возвращения в земную атмосферу с лунной орбиты на очень большой скорости – 39 000 км/ч. Служебный модуль имел мощный двигатель для ухода с лунной орбиты. В ходе миссии от командно-служебного модуля отделялся спускаемый аппарат с двумя астронавтами на борту, а третий член экипажа оставался в командном модуле на орбите. После выполнения всех задач на поверхности Луны спускаемый модуль взлетал, стыковался со служебным, и Apollo отбывал обратно на Землю.
Космический корабль Apollo
Спускаемый лунный модуль Apollo оказался невероятно надежным, а вот служебный преподносил неприятные сюрпризы: стал причиной гибели экипажа Apollo 1 и едва не погубил экипаж Apollo 13. Во втором случае людям удалось укрыться и выжить в спускаемом модуле.
Служебно-командный модуль Apollo в сравнении с другими кораблями
Полсотни лет назад Apollo был пиком технического совершенства, но очевиден огромный риск, которому подвергали себя астронавты, летая на столь примитивном аппарате с минимумом автоматических устройств и дублирующих систем.
«Венера» и «Вега»
Сегодня не все смогут ответить на вопрос: «На какую планету опустились первые беспилотные зонды с Земли»? Многие скажут, что на Марс, потому что забыли о невероятных достижениях советской космической программы, которая смогла впервые в истории посадить земную технику на планету Солнечной системы, причем не на Марс, а на Венеру.
Между 1961-ым и 1984-ым годами СССР отправил на Венеру 16 зондов, 8 из которых успешно приземлились на поверхность планеты и передали информацию. В 1985 году на Венеру успешно приземлились еще два зонда - «Вега-1» и «Вега-2». Таким образом, на Венеру было совершено 10 посадок беспилотных аппаратов, а вот на Марс успешно садились всего 7 аппаратов.
Первую мягкую посадку на другой планете обеспечил 1180-кг зонд «Венера-7», сбросивший в атмосферу Венеры спускаемый 500-кг аппарат, который успешно приземлился и собрал данные об условиях на поверхности соседки Земли.
Аппарат «Венера-13» отправил на землю цветные снимки венерианской поверхности
Следующие зонды, «Венера-9» и «Венера-10», сделали первые фотографии поверхности Венеры, а «Венера-13» и «Венера-14» выполнили первое в истории бурение на другой планете.
Зонды «Вега» имели непревзойденную полезную нагрузку
Аппараты «Вега-1» и «Вега-2» также являются уникальными. Они впервые сфотографировали ядро кометы: зонды сделали 1500 снимков кометы Галлея. Кроме того, аппараты «Вега» сбросили в атмосферу Венеры два аэростата с научным оборудованием. Воздушные шары двое суток плавали в атмосфере Венеры на высоте 54 км, собирая бесценные данные о другой планете. Пока это единственные аэростаты, которые работали за пределами Земли, на другой планете. Кроме того, зонды «Вега» сбросили спускаемые аппараты, которые успешно приземлились на поверхность Венеры и проработали около 20 минут.
Схема полета аппаратов «Вега»
Аппараты серии «Вега» были тяжелыми «монстрами» весом почти 5000 кг. Для сравнения, современный (запуск 1997 г.) самый крупный американский зонд Cassini весил при старте 5712 кг.
Сотни дат и названий
Все это лишь крохотная часть огромного опыта освоения космического пространства. Сотни проектов, имен, миссий, тысячи открытий и десятки уникальных машин с «невозможными» характеристиками – все это наш путь в космос. Будем надеяться, что в конце концов этот путь станет важнее политических игр, экономических статистик и обеспечит человечеству золотой век мира и изобилия.
Информация