Исследовательская работа по теме:"55 лет со дня запуска первого ИСЗ в СССР"

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

школа-интернат №28 основного общего образования

Калининского района Санкт-Петербурга

Исследовательская работа по теме:

« 55 лет со дня запуска первого искусственного спутника Земли в СССР »

                                                                                                 Выполнила ученица 8 класса

                                                                                                       школы-интерната №28

                                                                                                       Калининского района

                                                                                                       Митрохина  Анна Михайловна

                                                                                                       Учитель:  Красноперова

                                                                                                       Людмила Николаевна

                                                                                                       Контактный телефон:

                                                                                                          +7 921-581-58-32

Санкт-Петербург 2012

Рецензия

на исследовательскую работу по теме:

« 55 лет со дня запуска первого искусственного спутника Земли в СССР »

ученицы 8 класса школы-интерната №28 Калининского района

Митрохиной Анны Михайловны.

Исследовательская работа Митрохиной А.М. посвящена созданию первых искусственных спутников Земли и запуску в СССР первого искусственного спутника Земли. Актуальность данной работы не вызывает сомнений, т.к. исследования, связанные с космосом, являются значимой проблемой для любой страны.                                                                                                                    Содержание работы полностью раскрывает выбранную тему и отличается высокой степенью актуальности. Задачи, которые ставила перед собой Митрохина А.М., решены в полном объёме. Весь материал, подобранный в работе, свидетельствует о знании автором теоретических концепций по рассматриваемой проблематике. В работе использованы современные научные источники, теоретическое освещение вопросов сочетается с практическими исследованиями, проводившимися в СССР и других странах. Теоретические выводы по исследуемой проблеме вытекают из содержания работы, аргументированы, полученные результаты исследования значимы и достоверны. Работа носит творческий характер. Работу отличает чёткая структура, завершённость и логичность изложения.

Учитель истории школы-интерната №28

Красноперова Людмила Николаевна

Цель работы:

Изучение основных этапов работы, направленных на создание и запуск первого искусственного спутника Земли.

Задачи:

1. Ознакомиться с научными материалами о создании и запуске первого искусственного спутника Земли  в СССР.

2. Выявить имена ученых, исследователей, государственных деятелей, которые плодотворно работали над проблемой запуска  первого искусственного спутника Земли в СССР.

3. Оценить значимость запуска первого искусственного спутника Земли  для развития космонавтики и возрастания роли СССР на политической арене.

4. Расширить познавательный интерес к успехам и открытиям в истории своей Родины.

Содержание

1. Создание первых искусственных спутников Земли        

2. Запуск первого спутника Земли        

Список использованной литературы        

1. Создание первых искусственных спутников Земли

Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия и особенно межконтинентальной ракеты Р-7, Сергей Павлович Королев постоянно возвращался к идее практического освоения космоса. Его мечта приобретала реальные очертания и была близка к осуществлению. Состоявшиеся встречи С.П. Королева с ведущими учеными страны по различным направлениям науки, особенно по геофизике и астрономии, определили основные задачи исследований в космическом пространстве. 16 марта 1954 года состоялось совещание у академика М.В. Келдыша, где был определен круг научных задач, решаемых с помощью искусственных спутников Земли. Об этих планах поставили в известность Президента Академии наук СССР А.Н. Несмеянова.

 27 мая 1954 года С.П. Королев обратился к Д.Ф. Устинову с предложением о разработке ИСЗ и направил ему докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную М.К. Тихонравовым, в которой давался подробный обзор состояния работ по ИСЗ за рубежом. При этом высказывалась основополагающая мысль о том, что «ИСЗ есть неизбежный этап на пути развития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетные сообщения». Обращалось внимание на то, что за последние два-три года возросло внимание зарубежной печати к проблеме создания ИСЗ и межпланетным сообщениям. Заботились инициаторы работ по ИСЗ и о том, чтобы сообщить нужную информацию на этот счет и другим ответственным лицам, принимавшим решение, поскольку вопросы приоритета должны быть главным аргументом для всего последующего периода развития космонавтики. В августе 1954 года Совет Министров СССР утвердил представленные В.А. Малышевым, Б.Л. Ванниковым, М.В. Хруничевыми К.Н. Рудневым предложения по проработке научно-теоретических вопросов, связанных с космическим полетом.

Среди инициаторов постановки вопроса об ИСЗ постепенно зрела уверенность, что удастся добиться положительного решения. По указанию С.П. Королева сотрудник ОКБ-1 И.В. Лавров подготовил предложения по организации работ над космическими объектами. Докладная записка на эту тему, датированная 16 июня 1955 года, содержала многочисленные пометки С.П. Королева, которые позволяют судить о его отношении к отдельным положениям документа.

Огромное значение для положительного решения вопроса имело совещание 30 августа 1955 года у председателя ВПК В.М. Рябикова. С.П. Королев шел на заседание к Б.М. Рябикову с новыми предложениями. По его заданию начальник сектора ОКБ-1 Е.Ф. Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата для полета к Луне. Для этого были предложены два варианта III ступени ракеты Р-7 с компонентами топлива кислород - керосин и моноокись фтора - этиламины, Аппарат, доставляемый к Луне, должен был иметь массу 400 кг в первом варианте и 800-1000 кг - во втором. М.В. Келдыш поддержал идею создания трехступенчатой ракеты для исследования Луны, однако инженер-полковник А.Г. Мрыкин выразил озабоченность, что будут сорваны сроки разработки ракеты Р-7 и что разработка спутника отвлечет внимание от основных работ, и предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракеты Р-7. Постановление о работах по ИСЗ было принято 30 января 1956 года. Это Постановление предусматривало создание в 1957-1958 г.г. и выведение ракетой типа Р-7 неориентированного ИСЗ (объект Д) массой 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200-300 кг.

Этим же Постановлением общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для исследований возлагалось на Академию наук СССР; создание ИСЗ как специального носителя аппаратуры для научных исследований - на Министерство оборонной промышленности (головной исполнитель ОКБ-1); разработка комплекса системы управления, радиотехнической аппаратуры и телеметрических систем - на Министерство радиотехнической промышленности; создание гироскопических приборов - на Министерство судостроительной промышленности; разработка комплекса наземного пускового, заправочного и подъемно-транспортного оборудования - на Министерство машиностроения; проведение пусков - на Министерство обороны.

Разработку эскизного проекта ИСЗ поручили проектному отделу, руководимому С.С. Крюковым; научным консультантом стал М.К. Тихонравов.Над эскизным проектом работал сектор Е.Ф. Рязанова в составе И.В. Лаврова, В.В. Молодцова, В.И. Петрова, Н.П. Кутыркина, А.М. Сидорова, Л.Н. Солдатовой, М.С. Флорианского, Н.П. Белоусова, В.В. Носкова идр.

К июлю 1956 года эскизный проект был готов. Соответствующие проекты были разработаны смежными организациями. К моменту завершения проекта определился состав научных задач, решаемых спутником, что составило идейную основу новой разработки. К концу 1956 года выяснилось, что есть реальная угроза срыва намеченных планов по запуску ИСЗ типа Д из-за трудностей создания научной аппаратуры и более низкого удельного импульса тяги в пустоте двигателей ракеты Р-7 (304 вместо 309-310 кгс-с/кг по проекту). Правительством был установлен новый срок запуска - апрель 1958 года. В связи с этим ОКБ-1 внесло предложение о запуске простейшего спутника массой порядка 100 кг в апреле - мае 1957 года, до начала Международного геофизического года (июль 1957 года). В связи с новым предложением ОКБ-1 15 февраля 1957 года было принято Постановление, предусматривающее выведение простейшего неориентированного спутника Земли (объект ПС) на орбиту, проверку возможности наблюдения за ПС на орбите и прием сигналов, передаваемых с объекта ПС. Предполагалось выведение двух спутников с использованием двух ракет Р-7 (8К71). Запуск спутников разрешался только после одного-двух пусков ракеты Р-7 с положительными результатами.

 Простейший спутник ПС-1 представлял собой контейнер сферической формы диаметром 580 мм. Его корпус состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединенных между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивалась резиновой прокладкой, После сборки контейнер заполнялся осушенным азотом до давления 1,3 кгс/см. В верхней полуоболочке располагались две антенны длиной 2,4 м и две - 3,9 м, а также пружинный механизм, разводящий штыри на угол 35° от продольной оси контейнера. Антенны разрабатывала лаборатория М.В. Краюшкина.

Снаружи верхняя полуоболочка была покрыта защитным экраном, а на ее внутренней поверхности находился кронштейн для крепления радиопередатчика (разработчик В.И. Лаппо из НИИ-885, главный конструктор М.С. Рязанский). Блок электропитания, состоящий из трех батарей на основе серебряно-цинковых элементов, был создан в Институте источников тока под руководством Н.С. Лидоренко. В состав апаратуры ПС-1 входили также дистанционный переключатель, вентилятор системы терморегулирования, сдвоенное термореле и контрольные термо и барореле,

Радиопередатчик мощностью 1 Вт периодически излучал сигналы длительностью 0,4 с попеременно на волнах 7,5 и 15 м. Длительность сигналов изменялась при повышении (выше 50°С) или понижении (ниже 0°С) температуры и при падении давления ниже 0,35 кгс/см за счет срабатывания одного из контрольных термо или барореле, Температура в ПС-1 поддерживалась вентилятором, срабатывающим от термореле при температуре выше 23°С. Источники энергопитания были рассчитаны на беспрерывную работу в течение двух недель. Общая масса ПС-1 составила 83,6 кг Для стыковки ПС-1 с ракетой предусматривался специальный переходный отсек.

Работа производственников и конструкторов при изготовлении первого ИСЗ проводилась одновременно из-за очень сжатых сроков. Основная трудность была в изготовлении сферических полуоболочек гидровытяжкой, их сварке со шпангоутом и полировке наружных поверхностей: на них не допускалась даже малейшая царапина, сварка швов должна быть герметичной и контролировалась рентгеном, а герметичность собранного контейнера проверялась гелиевым течеискателем ПТИ-4.

При экспериментальной отработке спутника проводились макетирование размещения бортовой аппаратуры, кабельной сети и механизмов; проверка на герметичность спутника после его сборки с помощью гелиевого течеискателя; отработка процессов сброса головного обтекателя и отделения спутника от ракеты-носителя (макетный образец спутника многократно стыковался и отстыковывался от РН с одновременным сбросом головного обтекателя); исследование теплового режима в целях определения реальных температур спутника, Экспериментальная отработка спутника подтвердила высокую надежность его конструкции, аппаратуры, что позволило принять решение о его запуске. Подготовка спутника к полету на полигоне проводилась в монтажно-испытательном корпусе технической позиции РН, где было организовано для этого специальное рабочее место. Все системы спутника подвергались проверке на функционирование.

Подготовка ракеты 8К71ПС на технической позиции шла под особым контролем и наблюдением, причем особое внимание уделялось контролю правильности прохождения команд на сброс головного обтекателя и отделение спутника.

Запуск ракеты с первым искусственным спутником Земли осуществлялся в соответствии с «Программой проведения пробных запусков простейших неориентированных ИСЗ (объект ПС) с помощью изделия 8К71ПС», утвержденной Д.Ф, Устиновым, В.Д. Калмыковым, А.Н. Несмеяновым, В.М, Рябиковым, М.И. Неделиным. Пуск ракеты-носителя 8К71ПС № М1-ПС с первым ИСЗ состоялся 4 октября 1957 года в 22 ч 28 мин по московскому времени (это был пятый пуск ракеты Р-7). II ступень ракеты со спутником вышла на орбиту с перигеем 228 и апогеем 947 км и временем одного оборота вокруг Земли 96,2 мин.

2. Запуск первого спутника Земли

Ещё в 1939 году один из основоположников практической космонавтики в СССР, ближайший сподвижник Сергея Павловича Королева, Михаил Клавдиевич Тихонравов писал: «Все без исключения работы в области ракетной техники в конце концов ведут к космическому полету». Дальнейшие события подтвердили его слова: в 1946 году, практически одновременно с разработкой первых советских и американских баллистических ракет, началась разработка идеи запуска искусственного спутника Земли.

Время было тяжелое. Едва закончилась Вторая мировая война, а мир уже балансировал на грани новой, на этот раз ядерной. Появилась атомная бомба, и в спешном порядке разрабатывались средства доставки — прежде всего, боевые ракетные комплексы. 13 мая 1946 года Совет министров СССР принял развернутое Постановление по вопросам реактивного вооружения, создание которого объявлялось важнейшей государственной задачей. Им предписывалось создание специального комитета по реактивной технике и десятков новых предприятий — научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро; заводы перепрофилировались на производство новой техники, создавались полигоны для испытаний. На базе артиллерийского завода № 88 был создан Государственный союзный научно-исследовательский институт (НИИ-88), который стал головной организацией по всему комплексу работ в этой области. 9 августа того же года приказом министра обороны Королев был назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия, а 30 августа он стал начальником отдела баллистических ракет тно-конструкторские испытания «изделия № 1» — ракеты Р-1.

Именно в таком контексте началось создание искусственного спутника Земли, для чего требовалось привлечь огромные финансовые, материальные и людские ресурсы. Иначе говоря, требовалась государственная поддержка. На первом этапе (до 1954 года) разработка идеи запуска спутника велась в условиях непонимания и противодействия со стороны высших руководителей и лиц, определявших техническую политику государств. В нашей стране главным идеологом и руководителем практической работы по осуществлению выхода в космическое пространство был Сергей Павлович Королев, в США — Вернер фон Браун.

12 мая 1946 года группа фон Брауна представила Министерству обороны США (US Department of Defense) доклад «Предварительная конструкция экспериментального космического корабля, вращающегося вокруг Земли», в котором говорилось, что ракета для запуска ИСЗ весом 227 кг на круговую орбиту высотой около 480 км может быть создана за пять лет, то есть к 1951 году. На предложение фон Брауна военное ведомство ответило отказом выделить необходимые ассигнования.

В СССР Михаил Клавдиевич Тихонравов, работавший в НИИ-1 МАП, предложил проект высотной ракеты ВР-190 с герметичной кабиной с двумя пилотами на борту для полета по баллистической траектории с подъемом на высоту 200 км. Проект был доложен в Академии наук СССР и на коллегии Министерства авиационной промышленности и получил положительную оценку. 21 мая 1946 года Тихонравов обратился с письмом к Сталину, на этом дело и встало. После перехода в НИИ-4 Министерства обороны Тихонравов и его группа из семи человек продолжала работать над вопросами научного обоснования возможности запуска искусственного спутника Земли. 15 марта 1950 года он доложил результаты научно-исследовательской работы «Составные ракеты на жидком топливе дальнего действия, искусственные спутники Земли» на пленарном заседании научно-технической конференции Отделения прикладной механики АН СССР. Его доклад был одобрен, тем не менее Тихонравов то и дело получал от своего начальства «синяки и шишки», а от своих коллег-ученых — насмешки в виде шаржей и эпиграмм. В соответствии с «духом времени» (самое начало 1950-х годов) был даже отправлен «сигнал наверх» — мол, государственные средства тратятся впустую, и надо посмотреть, не вредительство ли это? Инспекция Министерства обороны, которая проверяла НИИ-4, признала работу группы Тихонравова ненужной, а идею фантастической и вредной. Группа была расформирована, а Тихонравов понижен в должности.

Между тем работа продолжалась: в 1950–1953 годах исследования велись негласно, почти тайком, а в 1954 году их результаты были обнародованы. И после этого идея смогла «выйти из подполья». Этому, впрочем, способствовали некоторые дополнительные обстоятельства. И Королев, и Браун, каждый в своей стране, не оставляли усилий добиться понимания лиц, принимающих решения, выдвигая доступные аргументы военной и политической важности разработки и запуска ИСЗ. Самым активным образом поддерживал идею запуска ИСЗ президент АН СССР Мстислав Келдыш. Начиная с 1949 года, академические институты проводили исследования верхней атмосферы и околоземного космического пространства, а также реакций живых организмов в ракетных полетах. Ракеты для проведения научных исследований разрабатывались на базе боевых ракет, их называли «академическими». Первой геофизической ракетой была ракета Р1-А, разработанная на базе боевой ракеты Р-1. В октябре 1954-го оргкомитет Международного геофизического года обратился к ведущим мировым державам с просьбой рассмотреть возможность запуска ИСЗ для проведения научных исследований. 29 июня президент США Дуайт Эйзенхауэр объявил, что США запустят такой спутник. Вскоре с таким же заявлением выступил Советский Союз. Это означало, что работы по созданию искусственного спутника Земли легализованы, а осмеяниям и отрицанию идеи не осталось места.

26 июня 1954 года Королев представил министру оборонной промышленности Дмитрию Устинову докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную Тихонравовым, с приложением обзора работ по ИСЗ за рубежом. В записке говорилось: «В настоящее время имеются реальные технические возможности достижения с помощью ракет скорости, достаточной для создания искусственного спутника Земли. Наиболее реальным и осуществимым в кратчайший срок является создание искусственного спутника Земли в виде автоматического прибора, который был бы снабжен научной аппаратурой, имел радиосвязь с Землей и обращался вокруг Земли на расстоянии порядка 170–1100 км от её поверхности. Такой прибор будем называть простейшим спутником».

В США 26 мая 1955 года на заседании Совета национальной безопасности была одобрена программа запуска научного спутника — при условии, что она не будет мешать разработке боевых ракет. То, что запуск будет проходить в рамках Международного геофизического года, подчеркнет его мирный характер, считали военные. В отличии от нашей страны, где все было «в одних руках» — Королева и Тихонравова, — эти работы проводились всеми видами вооруженных сил, и надо было решать, какому проекту отдать предпочтение. Для этого была создана специальная комиссия. Окончательный выбор делался между проектом Научно-исследовательской лаборатории ВМС (спутник «Vanguard») и проектом корпорации Рэнд (спутник «Explorer», разработанный под руководством Вернера фон Брауна). Браун заявлял, что при наличии достаточных ассигнований спутник может быть выведен на орбиту в январе 1956 году. Возможно, если бы ему поверили, то США запустили бы свой спутник раньше, чем Советский Союз. Тем не менее выбор был сделан в пользу «Авангарда» («Vanguard»). Видимо, тут сыграла роль личность фон Брауна: американцам не хотелось, чтобы «отцом» первого американского спутника стал немец с недавним нацистским прошлым. Но, как показало дальнейшее развитие событий, их выбор был не слишком удачным.

В 1955 году в СССР идет отработка проблем, связанных с созданием ИСЗ. 30 января 1956 года Совет министров СССР принимает постановление о разработке объекта Д (ИСЗ весом 1000–1400 кг и с научной аппаратурой на 200–300 кг). Срок запуска — 1957-й. Эскизный проект готов уже к июню. Ведется разработка наземного командно-измерительного комплекса (КИК) для обеспечения полета спутника. Постановлением СМ СССР от 3 сентября 1956-го на территории нашей страны вдоль трассы полета было предписано организовать семь наземных измерительных пунктов (НИП). Задача была возложена на Министерство обороны, головной организацией определен НИИ-4.

К концу 1956 года выяснилось, что к назначенному сроку подготовить объект Д не удастся, и было принято решение срочно разработать небольшой простой спутник. Он представлял собой сферический контейнер диаметром 580 мм и массой 83,6 кг с четырьмя антеннами. 7 февраля 1957 года вышло постановление Совета министров СССР о запуске Первого ИСЗ, и 4 октября запуск был успешно осуществлен. Аппарат был выведен на орбиту с перигеем 228 и апогеем 947 км. Время одного оборота составляло 96,2 мин. Спутник находился на орбите 92 дня (до 4 января 1958-го), совершив 1440 оборотов. По заводской документации спутник назывался ПС-1, то есть простейший спутник. Однако конструкторские и научно-технические проблемы, которые стояли перед разработчиками, были отнюдь не простыми. На самом деле это была проверка возможности запуска спутника, которая закончилась, как выразился академик Борис Евсеевич Черток, один из ближайших сподвижников Королева, триумфом ракеты-носителя. На борту спутника была установлена система терморегулирования, источники энергопитания, два радиопередатчика, работавших на разных частотах и подающих сигналы в виде телеграфных посылок (знаменитое «бип-бип-бип»). В орбитальном полете проводились исследования плотности высоких слоев атмосферы, характера распространения радиоволн в ионосфере, отрабатывались вопросы наблюдения за космическим объектом с Земли.

Реакция мировой общественности на это событие была весьма бурной. Равнодушных не было. Миллионы и миллионы «простых людей» планеты восприняли это событие как величайшее достижение человеческой мысли и духа. Время прохождения спутника над различными населенными пунктами заранее объявлялось в печати, и люди на разных континентах выходили ночью из своих домов, смотрели на небо и видели: среди привычных неподвижных звезд одна — движется! В США запуск первого спутника произвел настоящий шок. Оказалось вдруг, что СССР, страна, не успевшая ещё толком оправиться от войны, имеет мощный научный, промышленный и военный потенциал, и что с ней надо считаться. Престиж США как мирового лидера в научно-технической и военной области пошатнулся.

На этой стадии началась «космическая гонка»: в открытом письме президенту Эйзенхауэру редактор журнала о космических исследованиях в США пишет: « Мы должны лихорадочно работать, чтобы решить те технические проблемы, которые, несомненно, решила Россия… В этой гонке (а это несомненно гонка) приз будет дан только победителю, приз этот — руководство миром…».

3 ноября того же 1957 года Советским Союзом был запущен второй ИСЗ весом 508,3 кг. Это была уже настоящая научная лаборатория. Впервые в космическое пространство отправилось высокоорганизованное живое существо — собака Лайка. Американцам приходилось поторапливаться: через неделю после запуска второго советского ИСЗ, 11 ноября Белый дом объявил о предстоящем запуске первого ИСЗ США. Запуск состоялся 6 декабря и закончился полной неудачей: через две секунды после отрыва от пускового стола ракета упала и взорвалась, разрушив стартовую площадку. В дальнейшем программа «Авангард» шла очень тяжело, из одиннадцати пусков только три были успешными. Первым американским ИСЗ все-таки стал «Эксплорер» фон Брауна. Он был запущен 31 января 1958-го.

Список использованной литературы

1. «Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва», Изд-во РКК "Энергия", 1996 г.
2. Катанов А.П. Великий конструктор.// Космонавтика – 2011 - №4.
3. Мамиков А.М. Запуск спутника. // Космонавтика – 2009 - №7
4. Николаев А.У. Первый спутник Земли. // Космонавтика – 2011 - №4