Научно-исследовательская работа «Первый искусственный спутник Земли»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Бибиревская основная общеобразовательная школа»

Западнодвинского района Тверской области

Научно-исследовательская работа

«Первый искусственный спутник Земли»

Выполнил: Николаев Виталий Александрович, учащийся 8 класса

Руководитель: Борисова Ольга Анатольевна

2012

Содержание

I. Введение………………………………………………………………………3

II. Основная часть…………………………………………………………........5

1. Цели и задачи работы……………………………………………………….......5

2. Создание первых ракет Р и разработка идеи запуска первого искусственного спутника Земли …………………………………………………………………....6

3.Основной этап создания ракеты-носителя  и искусственного спутника Земли……………………………………………………………………………….11

4.Запуск первого в мире искусственного спутника Земли……………………...21

5.Значение запуска первого искусственного спутника Земли………………….23

    III. Заключение………………………………………………………………….25

    IV. Список литературы…………………………………………………………26

Приложение………………………………………………………………………..27

I. Введение

«Ответь мне, искусственный спутник Земли,
Продукт необузданной мысли,
Зачем ты летаешь от дома вдали
В космической гибельной выси.
 
Зачем ты, вводя в искушенье Творца
Своим вызывающим видом,
В любую минуту дождаться конца
Рискуешь при встрече с болидом.
 
Затем я летаю от дома вдали,
Чертя за кривою кривую,
Чтоб тёмные силы вовек не смогли
Войну развязать мировую.
 
Чтоб мать в колыбели качала дитя,
Не ведая грусти-печали,
Чтоб девы венки из ромашек сплетя,
Их юношам пылким вручали.
 
Спасибо тебе, мой искусственный друг,
Иного не ждал я ответа,
Летай же и дальше планеты вокруг
Со скоростью звука и света,
 
А если когда-нибудь вниз упадёшь,
Лишившись физической силы,
Навеки Советской страны молодёжь
Запомнит твой облик красивый».

Игорь Иртьеньев

Космическая эра в истории мировой цивилизации началась 4 октября 1957 года с запуска первого в мире искусственного спутника Земли (ИСЗ). Маленький шарик, «заброшенный» на орбиту с территории нашей страны, потряс всю планету.

Это грандиозное событие в истории нашей страны! В этом году мы отмечаем 55- летие со дня запуска первого искусственного спутника Земли.

 В курсе изучения физики я заинтересовался темой «Развитие ракетной техники». Интерес к данной теме заставил меня глубже заняться данной проблемой, познакомиться с различными источниками, поэтому тема моей исследовательской работы «Первый искусственный спутник Земли» выбрана не случайно. Считаю, что  каждый уважающий себя  человек должен знать эту замечательную страницу в истории нашей Родины, данная тема актуальна для каждого поколения россиян, ведь без прошлого – нет будущего! Поэтому в своей работе я подробно исследовал основные этапы работы над созданием ракеты-носителя и  первого спутника Земли,  выявил значение запуска первого ИСЗ для нашей страны, для науки,  расширил свои знания по физике, истории, нашел интересные факты по теме.

Моя работа имеет практическое значение. Для учителя физики и истории работа содержит подробные факты и события по созданию и запуску первого ИСЗ, для  любознательных учащихся собран материал для докладов по физике.

Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Вселенной. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

II. Основная часть

1.Цели и задачи работы

Цель работы: изучить основные этапы работы, направленные на создание и запуск первого искусственного спутника Земли.

Задачи:

1. Ознакомиться с научными материалами о создании и запуске  ракеты – носителя  и 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.

2. Создание первых ракет Р  и разработка идеи запуска первого искусственного спутника Земли

        ИСЗ - космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли и предназначенные для решения научных и прикладных задач. Запуск первого ИСЗ, ставшего первым искусственным небесным телом, созданным человеком, был осуществлен в СССР 4 октября 1957 и явился результатом достижений в области ракетной техники, электроники, автоматического управления, вычислительной техники, небесной механики и других разделов науки и техники. С помощью этого ИСЗ впервые была измерена плотность верхней атмосферы (по изменениям его орбиты), исследованы особенности распространения радиосигналов в ионосфере, проверены теоретические расчёты и основные технические решения, связанные с выведением ИСЗ на орбиту.

История создания первого спутника связана с работой над ракетой как таковой. Вначале был Константин Эдуардович  Циолковский. Он первым доказал возможность полетов к звездам и проложил дорогу тем, кто ясно осознал техническую реальность космических полетов и в труднейших условиях начал создавать первые летательные аппараты. В 1903 г. им была создана первая теория космического полета с помощью ракет. Выдающимся последователем Циолковского был Сергей Павлович Королев. Всю свою несокрушимую энергию, талант инженера и ученого он посвятил реализации его идей. Характер С.П.Королева складывался в упорной борьбе за свои идеи; главной из них была — полет человека в космос. В этом, на мой взгляд, и заключен феномен его личности, ибо человеческая личность начинается с идеи, которая заложена в человеке как нравственная и интеллектуальная основа всей его деятельности. С. П. Королев был Человеком века, Новатором века, Инженером века. Как-то на одной из встреч с учеными С. П. Королев сказал, что если Вы сделали много, но плохо, все скоро забудут, что вы сделали много, и долго будут помнить, что вы сделали плохо. Если вы сделали мало, но хорошо, то все забудут, что вы сделали мало, но будут помнить, что сделали хорошо... Не обязательно быть первым, важно быть лучшим! Но сам он во всем старался быть первым. С. П. Королев понимал, какие огромные научные и технические возможности заложены в конструкции межконтинентальной баллистической ракеты, работа над которой в это время была главной для него....

Ракета и в Советском Союзе, и в США имела немецкое начало. В связи с запретом по Версальскому мировому договору от 1919г. разрабатывать новые виды артиллерийского вооружения и строить боевые самолеты, а немецкие военные обратили внимание на перспективы ракет дальнего действия — запрета на них этот документ не предусматривал. Особенно активную соответствующую работу начали в Германии после 1933г., с приходом к власти Гитлера. Тогда небольшая группа энтузиастов, во главе с молодым талантливым инженером Вернером фон Брауном, получила поддержку армии, а затем стала приоритетной государственной программой вооружения. И в 1936г. здесь начали строить мощный научно-производственный и испытательный ракетный центр Пенемюнде. А в 1943г. был совершен первый удачный пуск боевой баллистической ракеты дальнего действия А4 — получивший впоследствии пропагандистское название ФАУ-2 («Фергелтунг» — «возмездие»). Она стала первым беспилотным автоматически управляемым устройством дальнего действия. Ее максимальная дальность стрельбы составляла 270-300 км, начальная масса — до 13500 кг, масса головной боевой части составляла 1075 кг, компонентами топлива являлись жидкий кислород — окислитель и этиловый спирт. Тяга двигательной установки у Земли достигла 27 000 кгс.

Основными достижениями немецких специалистов стала технология серийного изготовления мощных жидкостных ракетных двигателей и системы управления полетом. Стало ясно, что ракета — не снаряд, не пушка, а большая и сложная система, требующая использования последних достижений аэрогазодинамики, радиоэлектроники, теплотехники, науки о материалах и высокой культуры производства.

Сталин 13 мая 1946г. подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В августе 1946г. Сергея Павловича Королева (академика с 1958г.) назначили Главным конструктором.

В 1948 г. на первом отечественном ракетном полигоне Капустин Яр (междуречье Волги и ее левого рукава Ахтубы) испытали ракеты Р-1 — копии немецких ФАУ-2, но изготовленные полностью из отечественных материалов. А в 1949г. прошла серия высотных полетов этих устройств для исследования космического пространства. А в 1950г. начали испытания следующей — Р-2 — на дальность 600 км.

Окончательным «отрывом» от наследия ФАУ-2 стала ракета Р-5 на дальность 1200 км, чьи проверки повели с 1953г. Тогда же именно с помощью Р-5 развернули исследования по использованию ракеты как носителя атомной бомбы.

Академики Сергей Королев и Юлий Харитон возглавили соответствующий поиск. Ведь холодная война в мире разгоралась, СССР был окружен военными базами ВВС США, с которых самолеты-носители атомных бомб были способны поразить главные политические и экономические центры нашей страны. Последние же аналоги в СССР не могли достичь территории американцев. Вот почему именно на ракетчиков возлагалась ответственность за создание соответствующих носителей, достигающих межконтинентальные базы.

И 13 февраля 1953г. с подачи Совета главных конструкторов вышло новое постановление советского правительства, обязывающее начать разработку двухступенчатой межконтинентальной ракеты на дальность 7-8 тыс. км. Но 12 августа 1953г. прошло испытание первой термоядерной бомбы.

В ноябре 1953г. Королев собрал ближайших своих заместителей для сверхсекретного разговора. Он говорил о том, что к нему  приезжал министр среднего машиностроения, заместитель председателя Совета министров Вячеслав Малышев,  и в категорической форме предложил «забыть» об атомной бомбе для межконтинентальной ракеты, так как авторы водородной бомбы обещают уменьшить ее массу до 3,5 т. Поэтому Королев подчеркнул, что мы должны разрабатывать межконтинентальную ракету при сохранении дальности 8000 км, но исходя из «полезного груза» 3,5 т.

Была скомплектована небольшая проектная бригада, которой Королев поручил предварительную проработку параметров новой ракеты для обсуждения на Совете Главных конструкторов. И в январе 1954г. состоялось совещание С. Королева, В. Бармина, В. Глушко, В. Кузнецова, Н. Пилюгина, М. Рязанского с участием их заместителей и главных разработчиков радиосистем контроля и управления, где были предложены новшества для новой ракеты.

Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия и особенно межконтинентальной ракеты, 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.

Но 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. Следует отметить, что кроме самого Королева, никто из членов Совета главных конструкторов и их заместителей не считали серьезным увлечение идеей запуска ИСЗ.

 Но в этот период М.К.Тихонравов и его группа из семи человек  работала 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, М.К. 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  М.К.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 академик АН СССР Мстислав Келдыш.

3. Основной этап создания ракеты-носителя  и искусственного спутника Земли

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.

20 мая 1954г. вышло постановление Правительства о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7. А всего через неделю, 27 мая 1954 года С.П. Королев обратился к   министру оборонной промышленности 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». В записке указывалась возможность и целесообразность вывода на орбиту ИСЗ на базе этой Р-7, будущей ракеты.

Эскизный проект Р-7 - новинки был предложен и одобрен Советом Министров СССР 20 ноября 1954г., а ее конструкция теперь хорошо знакома всему миру. Она состоит из четырех одинаковых боевых блоков, которые крепятся к пятому — центральному. По внутренней компоновке каждый из них аналогичен одноступенчатой ракете с передним расположением бака окислителя. Топливные баки всех блоков — несущие. Двигатели всех блоков начинают работать с земли, но при разделении ступеней боковые выключаются, а центральный продолжает работать. Аппаратура управления размещается в межбаковом отсеке центрального блока и включает в себя автомат стабилизации, регулятор нормально и боковой стабилизации, регулирование кажущейся скорости и радиосистему управления дальностью и коррекцией в боковом направлении. Головная часть ракеты по расчетам входит в атмосферу со скоростью 7800 м/с. Общая длина отделяющейся боевой части составляет 7,3 м, масса — 5500 кг.

Разумеется, при этом возникло много проблем, и их требовалось решать в кратчайшие сроки. Предстояло выбрать место для нового полигона, построить уникальное стартовое сооружение, ввести в строй все необходимые службы, построить и ввести в строй стенды для огневых испытаний блоков и всего пакета в целом, для отработки системы управления; найти и апробировать соответствующие теплозащитные материалы для сохранения целостности головной части при входе в атмосферу; предложить пока не существующую систему телеметрии (по предварительным данным только на первом этапе летных испытаний до 700 параметров); создать новую систему радиоуправления и контроля траектории полета, и, наконец, построить командно-измерительный комплекс, включающий пункты, следящие за ракетой и принимающие телеметрическую информацию по всей трассе до Тихого океана. Компьютерной технологии тогда еще и в помине не было: «горячие» чертежи шли напрямую в цеха опытного завода.

В США были абсолютно уверены: первый искусственный спутник Земли окажется американским. Но реальные события опровергли уверенность американских политиков. 3 августа 1955 года в здании Политехнического института в Копенгагене открылся VI конгресс Международной астронавтической федерации (МАФ). Профессор Дю-ран (США) огласил письмо президента США Д. Эйзенхауэра участникам конгресса, в котором говорилось о намерении США запустить беспилотный искусственный спутник Земли. В этом конгрессе впервые приняли участие советские ученые— академик Л. И. Седов и профессор К. Ф. Огородников. Они представляли СССР в качестве наблюдателей (официальным членом МАФ Советский Союз стал в следующем, 1956 году). Во время работы конгресса состоялась пресс-конференция, созванная по инициативе академика Л. И. Седова. На пресс-конференции, проходившей в здании советской миссии, Л. И. Седов рассказал журналистам о работах советских ученых в области космонавтики и заявил, что за последнее время в СССР уделяется много внимания исследовательским проблемам, связанным с осуществлением межпланетных сообщений, в первую очередь, проблеме создания искусственного спутника Земли и,  что осуществление советского проекта можно ожидать в сравнительно недалеком будущем. Л.И. Седов говорил,  что настало время, когда можно направить все силы и средства на совместные усилия по созданию искусственного спутника и переключиться на мирные и благородные цели развития космических полетов. Заявление Л. И. Седова произвело сильное впечатление на присутствовавших журналистов и специалистов и было опубликовано во многих газетах мира.

В январе 1956г. было подготовлено и 30 января подписано постановление Правительства о создании неориентированного ИСЗ под секретным шифром «Объект Д» массой 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200-300 кг.

Общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для научных исследований космического пространства возлагалось на АН СССР, разработка самого спутника — на ОКБ-1 (во главе с Королевым) проведение экспериментальных пусков — на Министерство обороны.

Когда было подписано это постановление, Королев и его основные заместители  находились на полигоне Капустин Яр. Готовили к испытаниям ракету Р-5М с реальным ядерным зарядом. И 2 февраля 1956г. это произошло: взрыв произошел в пустынной степи, на расстоянии 1200 км от старта. Вскоре ракета Р-5М с атомной боеголовкой была принята на вооружение.

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 и других.

К июлю 1956г. был закончен проект первого ИСЗ, определен состав научных задач, включающих измерение ионного состава пространства, корпускулярного излучения Солнца, магнитных полей, космических лучей, теплового режима спутника, торможения его в верхних слоях атмосферы, продолжительности существования на орбите, точности определения координат и параметров орбиты и т.д. На спутнике устанавливали аппаратуру командной радиолинии для управления с планеты и бортовой комплекс обработки команд для подключения научных сведений и передачи результатов измерений по телеметрическому каналу. На Земле возводили комплекс средств, обеспечивающих получение нужной информации.

К концу 1956г. выяснилось, что сроки создания ИСЗ буду сорваны из-за трудностей изготовления надежной научной аппаратуры. Тем не менее, проект «Объекта Д» был одобрен спецкомитетом Совета Министров СССР. А ранее, 12 февраля 1955г. в полупустыне, в районе станции Тюратам (Кзыл-Ординской области на берегу Сырдарьи в полупустыне Казахстана), силами армии под командованием генерала Шубникова началось строительство научно-исследовательского и испытательного полигона № 5.

В течение 1955-1956гг. было закончено изготовление первого технологического комплекса ракеты Р-7, проведены ее испытания на Ленинградском металлическом заводе совместно с реальной стартовой системой. На огневых стендах под Загорском начали огневые испытания отдельных блоков ракеты. Под руководством Н. Пилюгина проводили моделирование и комплексную отработку системы управления.

14 января 1957г. Совет Министров СССР утвердил программу летных испытаний ракет Р-7. И первая технологическая «примерочная» ракета уже в январе была отправлена в Тюратам  на полигон.

В сборочном цехе завода ракета казалась фантастическим сооружением. Королев пригласил сюда Первого секретаря ЦК КПСС, Председателя Совета Министров СССР Никиту Хрущева. Он приехал с основными членами Политбюро ЦК. Ракета их потрясла. Да и не только их. Главный идеолог водородной бомбы академик Андрей Сахаров был поражен огромной, видной невооруженным глазом, технической культурой, согласованной работой сотен людей высокой квалификации и их почти будничным, но очень деловым отношением к тем фантастическим вещам, с которыми они имели дело.

Тем временем Королев, убедившийся в срыве сроков по изготовлению первого ИСЗ в варианте космической лаборатории, вышел в Правительство с предложением: «Имеются сообщения о том, что в связи с Международным физическим годом США намерены в 1958 г. запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории «Объекта Д» вывести в космос простейший спутник». Его предложение было принято — началась подготовка запуска простейшего спутника «ПС-1».

В феврале 1957г. стройка полигона шла полным ходом. Возводили жилой городок на берегу Сырдарьи.  Еще 2 февраля 1955 года Совет Министров СССР принял постановление, утвердившее место и мероприятия по строительству Научно-исследовательского и испытательного полигона № 5 Министерства обороны (НИИП-5). Это название давно забыто. Миру полигон известен под именем «Космодром Байконур» в Казахстане с 1961г.

На берегу Сырдарьи вырос город Ленинск. Космодром Байконур, окружающие его ракетные полигоны и боевые ракетные позиции раскинулись в бескрайних степях на многие сотни километров.

 Почти закончили монтажно-испытательный корпус для подготовки ракет.

Первая Р-7 (заводской номер М1-5) прибыла на техническую позицию полигона в начале марта 1957г. Начались длительные проверки блоков, устранение замечаний, доработки бортовых и наземных устройств, отработка эксплуатационной документации. В апреле успешно закончили огневые стендовые испытания блоков и всего пакета в целом. И на заседании Государственной комиссии Королев доложил о работе, проделанной при подготовке, и параметры первой ракеты для летных испытаний. Он говорил: начальная масса ее, полностью заправленной, составит 280 т, головная часть с имитатором полезного груза будут весить 5,5 г. Масса заправляемых компонентов — жидкий кислород, керосин, перекись водорода, сжатый азот — 253 т. Скорость на момент выключения двигателя второй ступени при стрельбе на полную дальность должна достичь 6385 м/с, однако пуск будет проведен лишь на 6314 км по полигону на Камчатке. Конкретные данные для настройки системы управления будут рассчитаны отдельно. Одной из главных задач является проверка взаимной динамики ракеты и стартового устройства, а также устойчивости движения, хотя расчетная заданная точность (±8 км) для первых пусков не гарантируется.

5 мая 1957г. Р-7 вывезли на стартовую позицию — площадку № 1. Заправка началась на восьмой день. Сам пуск был назначен на 15 мая. Управление последними операциями и пуском производили из главного пультового помещения, снабженного двумя морскими перископами. Отдельная большая комната предназначалась для членов госкомиссии, вторая — для инженеров-консультантов («скорой технической помощи»). Еще в одной из подземных комнат размещалась контрольная аппаратура управления заправкой, стартами и механизмами. Информация о состоянии бортовых систем отражалась на транспарантах главного пульта и транслировалась в бункер связи с измерительного пункта, который принимал излучение трех бортовых телеметрических систем, установленных на ракете. У боевых перископов управления пуском находились заместитель Королева по испытаниям Л. Воскресенский и начальник испытательного управления полигона подполковник Е. Осташев. Он отдавал последние пусковые команды.

Все произошло в 19.00 по местному времени. По визуальным наблюдениям и последующим обработкам телеметрической информации ракета со старта ушла нормально.

«Зрелище, потрясающее воображение» — говорили потом те, кто наблюдал старт, укрывшись в окопах на расстоянии 1 км. В бункер грохот доходил сильно ослабленный. Управляемый полет продолжался до 98-й секунды. Затем тяга двигателя бокового блока «Д» упала, и он без команды отделился от ракеты. А она потеряла устойчивость и на 103-й секунде из-за больших отклонений прошла команда выключения всех двигателей. Ракета упала в 300 км от старта.

Королева поздравили все с тем, что уцелела стартовая система и была доказана устойчивость полета всего пакета на самом ответственном, первом участке. Но сам он был расстроен. Последующая обработка телеметрической информации и изучение остатков блоков показали: причина аварии — возникновение пожара из-за негерметичности в керосиновой коммуникации высокого давления двигательной установки.

Вторую Р-7 готовили с учетом уже накопленного опыта. И 10-11 июня делали многократные попытки пуска, хотя автоматика управления запуском в последние секунды «сбрасывала схему». Ракета со старта так и не ушла. Причиной было замерзание главного кислородного клапана на блоке «В» и ошибка в установке клапана азотной продувки. Компоненты слили, ракету сняли со старта и вернули на техническую позицию.

Третья по счету Р-7  уже месяц ждала своей очереди, ее пуск состоялся 12 июня 1957г. Она взлетела нормально, однако затем начала отклоняться вокруг продольной оси, превысив разрешенные 7о. Автоматика произвела аварийное выключение всех двигателей. На 32,9 сек. пакет развалился. Блоки упали и догорали в 7 км от старта. Анализ вскрыл, что причиной было замыкание на корпус в новом приборе системы управления, который по замыслу его создателей должен был улучшить устойчивость при вращении. В результате на рулевые двигатели прошла ложная команда, она-то и «закрутила» ракету.

Наконец, 21 августа произвели четвертый пуск  Р-7, она  штатно отработала весь активный участок траектории. Ее головная часть по данным внешнего контроля достигла заданного района Камчатки, вошла в атмосферу, но на Земле их следов обнаружить не удалось. Очевидно, термодинамические нагрузки превысили все ожидания, а теплозащитное покрытие не спасло.

Несмотря на очередную неудачу — на этот раз с конструкцией, 27 августа ТАСС опубликовал заявление: «В Советском Союзе осуществлен запуск сверхдальней межконтинентальной многоступенчатой баллистической ракеты. Имеется возможность пуска ракет в любой район Земного шара».

7 сентября 1957г. состоялся очередной пятый  пуск Р-7 . Весь активный участок, все блоки отработали нормально. Однако головная часть снова сгорела в плотных слоях атмосферы, хотя на этот раз удалось отыскать несколько остатков конструкции.

Итак, по результатам летных испытаний пяти ракет,  было очевидно; изделие может летать, но головная его часть нуждалась в радикальной доработке, что требовало не менее полугода усиленного труда. Но нет худа без добра: разрушение головных частей открывало дорогу для запуска первого простейшего спутника Земли: ведь ему-то не требовалось входить в плотные слои атмосферы. И Королев получил согласие Хрущева на использование двух ракет для экспериментального пуска новинки.

17 сентября 1957г. на торжественном собрании, посвященном 100-летию со дня рождения К. Циолковского, с докладом выступил Сергей Королев. Он сказал, что у нас в стране в ближайшее время может быть доставлен в космос искусственный спутник Земли. А еще через 5 дней на полигон прибыла ракета-носитель Р-7. Ее существенно облегчили по сравнению со штатными ракетами. Макетная головная часть была снята и заменена переходником «под спутник». С центрального блока сняли всю аппаратуру системы радиоуправления. Сняли одну из систем телеметрии. Упростили автоматику выключения двигателя центрального блока. Таким образом, стартовая масса ракеты была облегчена на 7 т по сравнению с первыми образцами.

А         простейший спутник ПС-1 представлял собой контейнер сферической формы диаметром 580 мм. Его корпус из алюминиевых сплавов 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 корпусе размещалась вся аппаратура с источниками энергопитания. 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.  

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.

4. Запуск первого в мире искусственного спутника Земли

«Он был мал, этот самый первый искусственный спутник нашей старой планеты, но его звонкие позывные разнеслись по всем материкам и среди всех народов как воплощение дерзновенной мечты человечества».

C.П. Королев

Интересный  факт. Незадолго до старта ракеты со спутником на опустевшей стартовой площадке появился… трубач. Он поднес горн к губам и сыграл сигнал «Слушайте все!». Этот неожиданный ритуал не был предусмотрен программой подготовки к пуску. К сожалению, имя удивительного трубача история не сохранила. А жаль, ведь звуки горна перед началом космической эры оказались очень кстати: они возвещали о новом будущем.
         Запуск первого в мире искусственного спутника Земли был осуществлен в Советском Союзе 4 октября 1957г. в 22 ч. 28 мин. 34 сек. по московскому времени. 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. Впервые в истории сотни миллионов людей могли наблюдать в лучах восходящего или заходящего солнца перемещающуюся по темному небосводу искусственную звезду, созданную не богами, а руками человека. И мировое сообщество восприняло это событие как величайшее научное достижение. Впервые была достигнута первая космическая скорость, рассчитанная основателем классической физики и закона всемирного тяготения англичанином Исааком Ньютоном (1643-1727 гг.). Она составляла для первого ИСЗ - 7780 м/с.

После первых восторгов выяснилось: ракета стартовала «на бровях». Двигатель бокового блока «Г» выходил на режим с запозданием, т.е. меньше чем за секунду до контрольного времени. Если бы еще чуть-чуть задержался, схема автоматически «сбросила» бы установку и старт был бы отменен. Мало того, на 16-й секунде полета отказала система управления опережением баков. Это привело к повышенному расходу керосина, и двигатель центрального блока был выключен на 1 с раньше расчетного значения. Были и другие неполадки. Если бы еще немного и первая космическая скорость могла быть не достигнута.

Первый спутник существовал 92 дня (до 4 января 1958г.). За это время он совершил 1440 оборотов, центральный блок работал 60 дней: он наблюдался простым глазом как звезда 1-й величины.

    5 октября 1957г. сообщение ТАСС заканчивалось словами: «Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества».

Первый американский спутник был запущен четыре месяца спустя и весил всего 8,3 кг… Американцы не могли не испытывать разочарования и раздражения.

5.Значение запуска первого искусственного спутника Земли

Космонавтика нужна науке - она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека.

Космонавтика жизненно необходима всему человечеству! Первый в истории человечества спутник просуществовал как космическое тело сравнительно недолго. 21 сутки из космоса шли сигналы первого спутника. Но их "эхо" слышно по сей день. Ведь это было началом великой эпохи практического освоения космоса,  послужило началом космической эры.

 Старт первого спутника имеет огромное значение в науке, технике, истории, политике. Он заставил по-новому взглянуть на многие проблемы нашего века, начиная с ревизии высшей школы, кончая политическим климатом всей планеты. Американская газета «Вашингтон ивнинг стар» комментировала запуск первого спутника с беспощадным лаконизмом: «Эра самоуверенности кончилась». Французский журнал «Пари-матч» констатировал: «Рухнула догма о техническом превосходстве Соединенных Штатов».

Русское слово "спутник" сразу вошло в языки всех народов мира. Аншлаги на первых полосах зарубежных газет тех исторических октябрьских дней 1957 года были полны восхищения подвигом нашей страны. "Величайшая сенсация века", "Воплощенная в жизнь заветная мечта человечества", "Окно во Вселенную открыли Советы", "Эта великая победа является поворотным пунктом в истории цивилизации", "Уже сейчас ясно, что 4 октября 1957 года навеки войдет в аналы истории" - вот некоторые из тогдашних заголовков мировой прессы.

Всему миру стало ясно, что успех Советского Союза не случаен: достижения в космосе - зеркало его грандиозной созидательной работы на Земле. В США на смену милитаристскому психозу пришло трезвое понимание значения наших успехов в освоении космоса. Там поняли, что космическим взлетом СССР обязан прежде всего широкой демократической системе образования, позволяющей любому способному человеку подняться к вершинам знания. Поняли, что советская космическая техника выросла на мощном фундаменте развитой науки, техники и индустрии. Все измышления о "слабости" России предстали в своем истинном свете. И это отрезвление сыграло огромную политическую роль. Советские спутники вызвали ослабление "холодной войны" и,  по сути стали прологом к политике разрядки.

Но говорить лишь о политическом значении этого старта применительно к событиям 1957 года значило бы принизить это событие. Разве не символично, что самое грозное из существовавших тогда видов оружия - баллистическая межконтинентальная ракета, способная нести атомный заряд, едва родившись, буквально в считанные недели превращается в мощнейший инструмент мирной науки? «Нью-Йорк геральд трибюн» вроде бы даже с удивлением писала тогда о том, что «несмотря на очевидную психологическую победу, которую одержал Советский Союз, это не привело к усилению угрозы возникновения войны». Старт 4 октября 1957 года был самой наглядной и убедительной демонстрацией не только научно-технического потенциала Советского Союза, но и новым доказательством его миролюбивой политики.

Люди начали осознавать, что у человечества- один единый дом, одна планета, и есть цель, которая может сплотить все народы - изучение Земли на благо всех людей. Космическое пространство становилось ареной научного сотрудничества, и мировая наука обогащалась новыми бесценными данными. Советские ученые щедро делились полученными результатами со специалистами всех стран.

Спутник вызывал восторг у специалистов - это понятно. Но спутник вызывал восторг у людей, совершенно не искушенных в научно-технических проблемах. В неком рукотворном предмете, брошенном вверх и не упавшем обратно на Землю, люди увидели чудо человеческой мысли и труда. Наш спутник заставил гордиться собой всех землян - вот главный итог его триумфального полета над планетой.

III. Заключение

Подумать только, как время бежит! Как далеко уже ушли мы по космической дороге! Но как далеко ни ушли бы мы, каким бы маленьким ни казался нам издали прошедших лет зеркальный шарик, он всегда будет светить всем, идущим к звездам, потому что мы наделили его великим качеством, которое невозможно превзойти никому и никогда: он - самый первый!

Полет первого спутника стал началом целого ряда отважных поступков всего человечества, увидевшего спутники в космосе, первый полет человека в космос, первые шаги по Луне, первые радиопередачи с Марса и с космических зондов, побывших вблизи планет Солнечной системы.

С каждым годом спутниковые системы связи будут становиться все более существенной частью Единой системы связи, важным элементом глобальной системы связи. Они и теперь играют заметную роль в улучшении связей и взаимопонимания между странами, а с течением времени эта роль будет возрастать.

Работа над данной темой мне позволила глубже узнать и понять работу великих людей, создавших первый в мире искусственный спутник Земли в непростое время 20 века, пробудила во мне любовь и огромную гордость за свою страну, первой в мире сделавшую шаг в космическое пространство. Я понял значимость этого события для нашей страны, для науки и в целом для землян. Я еще больше заинтересовался запусками первых спутников, и по данной теме я хотел бы узнать о значении запусков второго и третьего спутников Земли, подробно рассмотреть как Сергей Павлович Королев осуществил свою заветную мечту – первый полет человека в космос. Поэтому я продолжу работать над этой темой в дальнейшем.

IV. Список  литературы

1. Большая советская энциклопедия. М., Советская энциклопедия, 1969

2. В.П. Глушко “Космонавтика”. Издательство “Советская энциклопедия” 1970 г.

3. Голованов Я. Капля нашего мира. М.,  1988.

4. Детская энциклопедия, том 2., М., Академия педагогических наук РСФСР,1962.

5. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов. М., Просвещение, 1986. 

6. Мамиков А.М. Запуск спутника. // Космонавтика – 2009 - №7

7. Николаев А.У. Первый спутник Земли. // Космонавтика – 2011 - №4

8. Скуридин Г.А. //Земля и Вселенная - 1982 -№ 5 .

9. Черток Б.Е. Ракеты и люди. Книга 1. М., Машиностроение, 1999

10. Ракеты и люди. Книга 2. Фили – Подлипки – Тюратам.  М., Машиностроение, 1999. 

11. Штерн М.И. Космос-Земле. М., «Наука», 1976.

 Интернет ресурсы:  

 http://rocketpolk44.narod.ru

http://www.astrogalaxy.ru 

http://www.promegalit.ru

http://www.buran.ru

http://www.cosmoworld.ru