Блик бессмертия
Грандиозное событие, открывшее эру космических полетов, состоялось благодаря усилиям российских инженеров-конструкторов.
Рэй Брэдбэри, знаменитый американский писатель-фантаст, которому в ту пору было 37 лет, так описал это событие: «В ту ночь, когда Спутник впервые прочертил небо, я глядел вверх и думал о предопределенности будущего. Ведь тот маленький огонек, стремительно двигающийся от края и до края неба, был будущим всего человечества. Я знал, что хотя русские и прекрасны в своих начинаниях, мы скоро последуем за ними и займем надлежащее место в небе (…). Тот огонек в небе сделал человечество бессмертным. Земля все равно не могла бы оставаться нашим пристанищем вечно, потому что однажды ее может ожидать смерть от холода или перегрева. Человечеству было предписано стать бессмертным, и тот огонек в небе надо мной был первым бликом бессмертия».
Георгий Гречко, впоследствии член первого отряда космонавтов и дважды Герой Советского Союза, а тогда молодой инженер, работавший под началом С.П. Королева, рассказывает: «Мы сделали этот спутник и назвали его ПС-1 – «простейший спутник-1». Там были только батарея, радиопередатчик и охлаждение». Тем не менее, значение этого спутника переоценить невозможно.
– Проектирование простейшего спутника началось в ноябре 1956 года, а в начале сентября 1957 г. ПС-1 прошел окончательные испытания на вибростенде и в термокамере, – рассказывает ветеран ракетно-космической отрасли, историк космонавтики Юрий Бирюков. – Спутник был разработан как очень простой аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазон передатчиков простейшего спутника был выбран так, чтобы слежение за ним могли осуществлять радиолюбители.
22 сентября в Тюра-Там прибыла ракета Р-7 № 8К71ПС (изделие М1-ПС «Союз»). По сравнению со штатными, она была значительно облегчена: массивная головная часть заменена переходом под спутник, снята аппаратура системы радиоуправления и одна из систем телеметрии, упрощена автоматика выключения двигателей; масса ракеты в результате была уменьшена на 7 тонн. 2 октября главный конструктор С.П. Королев подписал приказ о летных испытаниях ПС-1 и направлено в Москву уведомление о готовности. Ответных указаний не пришло, и Королев самостоятельно принял решение о постановке ракеты со спутником на стартовую позицию.
Могло и не повезти
В пятницу, 4 октября, в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени (19 часов 28 минут 34 секунды по Гринвичу) был совершен успешный запуск. Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок ракеты весом 7,5 тонны были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. На 314,5 секунде после старта произошло отделение Спутника и он подал свой голос. «Бип! Бип!» — так звучали его позывные. На полигоне их ловили две минуты, потом спутник ушел за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. Еще на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»
– Только после приема первых сигналов спутника поступили результаты обработки телеметрических данных, – рассказывает Георгий Гречко. – Выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жестко контролируется и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полета отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на секунду раньше расчетного времени».
Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 миллиона километров), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошел в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.
– Общепринятое в то время представление, что без специальной оптики, визуально, мы наблюдаем ночью подсвечиваемый солнцем спутник, неверно, – говорит Георгий Гречко. – Отражающая поверхность спутника была слишком мала для визуального наблюдения. На самом деле наблюдалась вторая ступень — центральный блок ракеты, который вышел на ту же орбиту, что и спутник. Эта ошибка многократно повторялась в средствах массовой информации.
Несмотря на простейшее устройство и отсутствие научной аппаратуры на борту, запуск спутника имел большое научно-практическое значение. Спутник излучал радиоволны на двух частотах 20,005 и 40,002 МГц в виде телеграфных посылок длительностью 0,3 с, это позволяло изучать верхние слои ионосферы, что до запуска было невозможно.
Впереди планеты всей
Запуск произвел настоящий фурор во всем мире. «Юнайтед пресс» сообщило: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…» Как писал академик Борис Черток в своей книге «Ракеты и люди», накануне, 17 сентября 1957 года в Колонном зале Дома Союзов состоялось торжественное собрание, посвященное 100-летию со дня рождения К.Э. Циолковского, и Королев сделал там доклад, в котором, между прочим, сказал, что в ближайшее время СССР и США с научными целями произведут первые пробные запуски первых искусственных спутников Земли. Никакого шума по поводу этого заявления ни внутри страны, ни за рубежом не последовало. «4 октября я приехал в Подлипки и прошел в кабинет Королева, куда набилось человек 30 любопытствующих сотрудников, – писал Борис Черток. – Там стоял аппарат ВЧ-связи, и на другом конце сидел наш комментатор Аркадий Осташов. Только вечером, в 22.30 мы услышали взволнованное сообщение: «Все в порядке! Он пищит! Шарик летает!» Вскоре газеты напечатали подробное описание спутника, его орбиты, время пролета над городами страны и столицами стран мира. Все это вызвало небывалый восторг. Не прошло и месяца, как вдруг Хрущев вызвал к себе Королева, Келдыша, Руднева и намекнул, что нужен «космический» подарок к 40-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции. Королев возражал. Времени нет, а повторять такой же пуск нет смысла. Но Хрущев был неумолим. Решили запускать второй спутник, но с «начинкой». Объектом изучения стала собака. Королев надеялся, что члены Совета главных конструкторов возмутятся требованиями главы государства и появятся основания пересмотреть его решение. Но ничего не вышло.
12 октября было официально решено запустить второй искусственный спутник с собакой на борту. Это стало для Лайки смертным приговором. Пуск состоялся 3 ноября 1957 года. Источников электропитания, установленных на корпусе ракеты для слежения за спутником, хватило на шесть суток. С окончанием запаса электроэнергии закончилась и жизнь Лайки. Впрочем, медики и биологи считали, что она погибла значительно раньше от перегрева. Ведь создать в такие ничтожные сроки надежную систему жизнеобеспечения и терморегулирования практически невозможно.
Триумф был полный. Американцы были посрамлены. Запуски первых двух наших спутников потрясли идеологов их ядерной стратегии гораздо сильнее, чем сообщение о недавно созданной межконтинентальной ракете. Только английское общество защиты животных выразило протест по поводу мученической гибели Лайки. В ответ на это наша табачная промышленность срочно выпустила сигареты «Лайка» с изображением симпатичной собачки на упаковке».
За погодой - из космоса
Так началась эра искусственных спутников Земли, сегодня имеющих колоссальное научно-практическое значение. В честь этого события в октябре 1964 года на проспекте Мира, возле станции метро ВДНХ был сооружен 99-метровый обелиск «Покорителям космоса» в виде взлетающей ракеты, оставляющей за собой огненный шлейф. «Современные космические исследования – это и способ познать окружающий мир, и средство для решения земных проблем, и спутники здесь совершенно незаменимы, - говорит директор Института космических проблем РАН, академик Лев Зеленый. – Существенную долю деятельности в нашем институте занимают наблюдения Земли из космоса. В основе этих наблюдений – первая в мире отечественная многоспектральная сканирующая телевизионная система с высоким разрешением, долгие годы эффективно работавшая на спутнике «Метеор-Природа». Впоследствии на борту космического аппарата «Метеор-М» заработал прибор КМСС – комплекс многозональной спутниковой съемки. Площадь территории, по которой с его помощью ежесуточно получают изображения, – более 40 миллионов квадратных километров. Скажем, в связи с аномальной погодой лета 2010 года эти работы стали особенно актуальными. К сожалению, отечественных космических аппаратов для исследования Земли сейчас на орбите нет, а вот зарубежных - десятки, и объем данных, которые поступают ежедневно со всех аппаратов, измеряется терабайтами. Спутниковая система позволяет не просто выявлять пожары и оценивать их площадь, но и определять, что именно сгорело и в какой степени, накапливать полученные данные, архивировать и анализировать их. Кроме того, на основе полученных данных мы можем делать прогноз о возможном начале новой волны пожаров. Эти прогнозы мы публикуем на сайте ИКИ, передаем в соответствующие инстанции».
Еще одно важное направление такой работы – возможность отслеживать из космоса созревание будущего урожая на полях. Дело в том, что полной ясности, когда необходимо начинать сбор урожая, нет. Раньше агрономы это делали «на глазок», а теперь весь мир переходит на спутниковые технологии. Далее – мониторинг «состояния здоровья» сельскохозяйственных угодий. Когда человек болеет, у него поднимается температура. Так и поле – если его заразил вредитель или грибок, его «зашкаливает» в некоторых частях инфракрасного диапазона спектра. Это хорошо видно со спутника.
– Такая система мониторинга сельскохозяйственных земель проходит испытания с 2008 года, – говорит Лев Зеленый. – Мы разрабатываем ее в сотрудничестве с Главным вычислительным центром Министерства сельского хозяйства. На основе данных спутникового спектрорадиометра MODIS была создана новая карта растительного покрова России, некоторые возможности которой не имеют аналогов. Например, при разрешении 250 м карта позволяет различать десятки разновидностей растительного покрова. Кроме того, мы активно исследуем загрязнения морской поверхности. У всех на слуху разливы нефти в Мексиканском заливе и прочие «громкие» экологические скандалы, но нам важнее понять, что происходит в «родном» Черном море. Анализ, проведенный нашими специалистами совместно с Институтом океанологии РАН, показал, что ситуация там очень неблагоприятная, и связано это вовсе не с большим числом аварий. К сожалению, существует практика: выходя в открытое море, танкеры промывают свои баки морской водой, а в них всегда присутствуют остатки нефти. На снимках видно, как за этими судами тянется черный шлейф. Катастрофы бывают сравнительно редко, а такое случается изо дня в день, и важно вовремя принять меры, чтобы не было беды. Это далеко не все, чем могут помочь человечеству искусственные спутники - если, конечно, пользоваться такими возможностями с умом.