История развития космонавтики

В 1933 г. на базе московской ГИРД и ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) основывается Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) под руководством И. Т. Клейменова. С. П. Королев назначается его  заместителем. Работы в институте  велись по двум направлениям. Реактивные снаряды разрабатывались отделом, которым руководил Г.Лангемак. В состав этого отдела и вошли И.Граве и сотрудники Тихомирова. Именно этим людям и этому отделу Красная армия должна быть благодарна за создание знаменитой "Катюши"⁴⁵. Второй отдел РНИИ разрабатывал дальнобойные ракеты на жидком топливе. В нем работали Сергей Королев и Валентин Глушко. Однако расхождения во взглядах с руководителями ГДЛ на перспективы развития ракетной техники заставляют С. П. Королева перейти на творческую инженерную работу, и ему как начальнику отдела ракетных летательных аппаратов в 1936 г. удалось довести до испытаний крылатые ракеты: зенитную - 217 с пороховым ракетным двигателем и дальнобойную-212 с жидкостным ракетным двигателем.⁴⁶

В конце тридцатых годов  государственная репрессивная машина не обошла стороной молодого конструктора. По ложному обвинению С. П. Королев  был арестован, и 27 сентября 1938 г. осужден  на 10 лет заключения в исправительно-трудовых лагерях строгого режима и отправлен  на Колыму

В 1939 новое руководство  НКВД решило организовать конструкторские  бюро, в которых должны были трудиться  заключенные специалисты. В одно из таких бюро, возглавляемое А.Н.Туполевым, тоже заключенным, и был направлен Королев. Этот коллектив занимался проектированием и созданием пикирующего бомбардировщика Ту-2. Вскоре после начала войны Особое техническое бюро Туполева эвакуировали в Омск. В Омске Королев узнал, что в Казани аналогичное бюро занимается ракетными ускорителями для бомбардировщика Пе-2 под руководством бывшего сотрудника НИИ-3 Глушко. Королев добился перевода в Казань, где стал заместителем Глушко. В эти же годы он начал самостоятельно разрабатывать проект нового аппарата - ракеты для полетов в стратосферу. 27 июля 1944 по указу Президиума Верховного Совета СССР Королев и ряд других сотрудников режимного КБ были досрочно освобождены со снятием судимости.

После окончания войны  во второй половине 1945 года Королев  в числе других специалистов был  командирован в Германию для изучения немецкой техники. Особый интерес для  него представляла немецкая ракета V-2 (Фау-2), обладавшая дальностью полета около 300 км при стартовой массе около 13 т.

13 мая 1946 г. было принято  решение о создании в СССР  отрасли по разработке и производству  ракетного вооружения с жидкостными  ракетными двигателями. В соответствии  с этим же постановлением предусматривалось  объединение всех групп советских  инженеров по изучению немецкого  ракетного вооружения Фау-2, работавших  с 1945 г. в Германии, в единый  научно-исследовательский институт "Нордхаузен", директором которого был назначен генеоал-майор Л. М. Гайдуков, а главным инженером-техническим руководителем - С. П. Королев.⁴⁷

Параллельно с изучением  и испытаниями ракеты V-2 Королев, назначенный главным конструктором  баллистических ракет, с группой  сотрудников разработал ракету на жидком топливе Р-1; в мае 1949 г. состоялось несколько пусков геофизических  ракет такого типа. В те же годы были разработаны ракеты Р-2, Р-5 и Р-11. Все  они были приняты на вооружение и  имели научные модификации. В  середине 1950-х годов в КБ Королева была создана знаменитая Р-7 - двухступенчатая  ракета, которая обеспечила достижение первой космической скорости и возможность  вывода на околоземную орбиту летательных  аппаратов массой в несколько  тонн. Эта ракета (с ее помощью были выведены на орбиту первые три спутника) затем была модифицирована и превращена в трехступенчатую (для вывода «лунников» и полетов с человеком). Первый спутник был запущен 4 октября 1957, через месяц - второй, с собакой Лайкой на борту, а 15 мая 1958 - третий, с большим количеством научной аппаратуры. С 1959 Королев руководил программой исследований Луны. В рамках этой программы к Луне было направлено несколько космических аппаратов, в том числе аппаратов с мягкой посадкой, а 12 апреля 1961 осуществлен первый полет человека в космос. При жизни Королева на его космических кораблях в космосе побывало еще десять советских космонавтов, был осуществлен выход человека в открытый космос (А.А.Леонов 18 марта 1965 на КК «Восход-2»). Королевым и группой координируемых им организаций были созданы космические аппараты серий «Венера», «Марс», «Зонд», искусственные спутники Земли серий «Электрон», «Молния-1», «Космос», разработан космический корабль «Союз». 

Итак, можно отметить следующие  основные исторические вехи развития ракетной и космической техники  и их основные фигуры. Прародителями  жидкотопливных ракет были твердотопливные ракеты на порохе. Идея создания таких ракет уходит далеко в древность, поэтому все исследователи из разных стран начали эти разработки независимо друг от друга в конце 19-го века. Но вот первая идея перейти от твердотопливной ракеты, к жидкотопливной принадлежит Циолковскому. Позже Циолковского американец Годдард независимо ни от кого, сам доходит до этой идеи и первый воплощает ее в жизнь. В 30-х годах XX в. почти одновременно в СССР и Германии ведутся разработки баллистических ракет на жидком топливе. Германский гений барона Вернера фон Брауна оказывается успешнее или скорее удачливее, советского Сергея Королева, которому советские власти мешали, а фон Брауну германские всецело помогали. 30-е годы XX в. - это прорыв в ракетно-космической отрасли. После Второй Мировой войны ракеты ФАУ-2 Вернера фон Брауна становятся основой создания советских и американских баллистических ракет. Из этих разработок вырастают многоступенчатые космические ракеты-носители. Эти послевоенные успехи становятся вторым главным прорывом в космонавтике.

• 1957 - год начала космической  эры, запуска Первого искусственного  спутника Земли.
• 1961 - год первого в истории полёта человека в Космос, начало пилотируемой космонавтики.
• 1959 - первый искусственный спутник Солнца (станция Луна-1, осуществившая полет Луны на расстоянии 6000 км); первое достижение поверхности Луны, с доставкой вымпелов (станция Луна-2); первые снимки невидимой стороны Луны (станция Луна-3).
• 1960 - первые в мире живые существа - собаки Белка и Стрелка, побывав в Космосе, возвратились на Землю.
• 1961 - первый снимок Земли из Космоса вторым космонавтом планеты - Германом Титовым. В этом году также осуществлен первый пуск автоматической межпланетной станции (АМС) в сторону Венеры.
• 1962 - первый пуск АМС "Марс-1" в сторону Марса. В 1963 г. станция "Марс-1" впервые осуществила пролет Марса. В этом же году совершен первый групповой полет космонавтов на двух кораблях.
• 1963 - первый полет женщины-космонавта.
• 1964 - первый полет многоместного космического корабля, первый полет без скафандров.
• 1965 - первый выход человека в открытый Космос и его свободный полет в космическом пространстве.
• 1965 - Ракета-носитель УР-500, впоследствии названная "Протон", вывела на орбиту Земли советские тяжелые спутники "Протон-1" и "Протон-2" для изучения космических лучей и взаимодействия с веществом сверхвысоких энергий.
• 1966 - первый перелет космического аппарата с земли на другую планету: АМС "Венера-3" достигла поверхности Венеры, доставив вымпел СССР. В этом же году автоматическая станция "Луна-9" первой совершила мягкую посадку на поверхность луны, после чего передала панорамное изображение поверхности Луны. А станция "Луна-10" стала первым спутником Луны.
• 1967 - первая автоматическая стыковка беспилотных космических кораблей.
• 1968 - год первого облета Луны космическим кораблем "Зонд-5" с живыми существами (черепахами) на борту, с благополучным возвращением на Землю. В этом и следующем году были также успешно выполнены полеты кораблей "Зонд-6" и "Зонд-7".
• 1969 - создание первой экспериментальной орбитальной станции: впервые был осуществлен перезод космонавтов с одного корабля на другой.
• 1970 - год полета на Луну АМС "Луна-16" и "Луна-17", с доставкой на Землю образцов Лунного грунта и исследованиями, выполненными самоходным аппаратом "Луноход-1".
• 1971-2001 - работа на орбите долговременных орбитальных станций, от первой в мире пилотируемой орбитальной станции "Салют" (запуск РН "Протон" со станцией "Салют" в апреле 1971), до многофункционального орбитального комплекса - легендарной станции "Мир".
• 1978 - полет первого в истории космонавтики транспортного корабля "Прогресс" с доставкой груза.
• 1984 - первый выход в открытый Космос женщины-космонавта.
• 1986 - впервые был выполнен межорбитальный перелет космонавтов с одной орбитальной станции на другую и обратно ("Мир" - "Салют-7" - "Мир").
• 1987 - успешно осуществлен первый испытательный пуск ракеты-носителя "Энергия". Ввиду высоких технических характеристик машины, некоторые ведущие специалисты по космической технике даже сравнивали этот полет по значимости с запуском Первого искусственного спутника Земли.
• 1988 - ракета-носитель "Энергия" вывела на орбиту советский МТКК "Буран". Многоразовый корабль "Буран" вперые в мире осуществил автоматическую посадку на Землю. Ракетно-космическая система "Энергия-Буран" на многие годы опередила свое время, а по ряду характеристик значительно превзошла имеющиеся зарубежные средства космической техники.
• 1995 - завершение рекордного по длительности полета космонавта - 438 суток.
• 1996 - впервые преодолен 10-летний рубеж постоянной эксплуатации станции "Мир" в непрерывном пилотируемом режиме. Станция действовала на орбите до 2001 года. 
  

Перспективы развития российской космонавтики

     Перспективы развития  космонавтики в 21 веке и роли России в программе МКС, а также международных проектов по освоению Луны и Марса представил президент-генеральный конструктор РКК «Энергия» Виталий Лопота в общероссийском научно-техническом журнале «Полёт» в статье «Космическая миссия поколений XXI века».    

  Объем мирового рынка космических услуг в настоящее время составляет более 300 миллиардов долларов в год. К сожалению, доля российской космонавтики на этом рынке незначительна, зато Россия занимает первое место в мире в секторе пусковых услуг, осуществляя больше всех запусков ракет-носителей (РН). Отечественная ракетно-космическая промышленность базируется на разработках С.П.Королёва и его последователей, которые создали признанные в мире эффективные и надежные средства доставки на околоземные орбиты и отлетные траектории, в том числе ракету Р-7 (великолепная «семерка»), разгонные блоки типа Д и ДМ, уникальную и непревзойденную до настоящего времени РН сверхтяжелого класса «Энергия», РН среднего класса «3eнит-3SL», используемую в коммерческих проектах «Морской старт» и «Наземный старт». При поддержке государства отрасль способна продолжать свои лучшие традиции и разрабатывать ракетно-космические технологии, опережающие мировой уровень. Многие идеи, рожденные и реализованные в России, в том числе в РКК «Энергия», являются пока самыми эффективными в области ракетостроения и космонавтики. Однако в силу известных причин российские ракетно-космические средства, системы и комплексы начинают уступать зарубежным аналогам по электронной элементной базе, современным материалам.     

  Отдельного внимания заслуживает  отечественная пилотируемая космонавтика, которая является реальным полигоном отработки и испытаний многих научных идей и технологий. На сегодняшний день она развивается в рамках программы работ по Международной космической станции (МКС). Это самый дорогостоящий проект современности, на него уже потрачено около 120 миллиардов долларов. Теперь в нем определились новые тенденции использования средств транспортно-технического обеспечения (ТТО), в составе которых изначально предусматривались российские пилотируемые корабли «Союз ТМА», грузовые «Прогрессы М» и американские корабли «шаттл», а также европейские и японские грузовые корабли (ATV и HTV).    

  Завершение строительства российского  сегмента (РС) МКС намечено на 2015-2016 г.с опозданием на пять лет по сравнению с первоначальным планом. Причина задержки кроется не только в недостаточном уровне финансирования, но и в дефиците новых исследовательских идей, которые было бы целесообразно реализовать в проекте (РС) МКС. На этот дефицит, конечно, оказывают негативное воздействие проблемы космического приборостроения. Приборостроительная промышленность в стране находится в сложном положении. Тем не менее, российские ученые и инженеры способны из лучшей элементной базы, которая есть в мире, создавать прекрасные приборы, системы, комплексы, а также делать выдающиеся открытия. В 2011 году прекращаются полеты «шаттлов», так как дороговизна программы и исчерпание полетных ресурсов этих кораблей не позволяют их использовать.     

  Тем не менее инфраструктура МКС будет формироваться и в предстоящем пятилетии, а страны–партнеры проекта уже практически пришли к решению эксплуатировать станцию до 2020 г. (американская сторона предлагает рассмотреть возможность эксплуатации МКС до 2028 г.). Основная нагрузка и ответственность по ТТО станции ляжет на российскую сторону, пока у США не появятся надежные ракетно-космические средства доставки людей и грузов на основе частно-государственного партнерства по программе COTS.Сегодня реальная ситуация складывается таким образом, что у России расширяется объем коммерческого участия в секторе пилотируемой космонавтики благодаря обладанию космическими средствами, способными стартовать с Земли практически в любых погодных условиях и работать на околоземной орбите до полугода. Эти благоприятные коммерческие перспективы охватывают период времени не менее 5–7 лет – новый американский пилотируемый корабль появится не раньше 2017–2018 гг. И они могут быть укреплены с выходом на эксплуатацию российского пилотируемого транспортного корабля нового поколения, летные испытания которого в беспилотном режиме должны начаться в 2015 г. на космодроме «Восточный».    

  Концепция программы космической  деятельности в околоземном космосе предполагает, что по завершению в 2020 г. программы МКС окажется возможным дальнейшее развитие РС МКС с преобразованием его в орбитальный пилотируемый сборочно-эксплуатационный комплекс (ОПСЭК). Задачи этого комплекса: выполнение программ космических исследований, летная отработка российских пилотируемых транспортных кораблей нового поколения, создаваемых технологий, КА и систем будущего. 
 
     При этом до 2016-2017 гг. в состав РС МКС дополнительно к работающим модулям будут введены многоцелевой лабораторный модуль (начальная масса 20,7 т), узловой модуль (4 т), два научно-энергетических модуля (по 20 т), а также периодически обслуживаемый автономно летающий технологический КА (7,8 т). В составе средств ТТО сегмента и станции в целом будут использоваться пилотируемые корабли «Союз ТМА» и грузовые корабли «Прогресс М» новых серий (в 2015–2017 гг. на смену им придут пилотируемые транспортные корабли нового поколения и транспортная грузовая космическая система буксир-контейнер). 
 
     В 2024-2031 гг. в состав ОПСЭК будут введены три тяжелых модуля (по 40 т): универсальный модуль базовый и два научно-энергетических модуля вместо модулей меньшей размерности, отработавших ресурсы. Одновременно с работами по ОПСЭК возможны создание и эксплуатация специализированных КА, оснащенных ЯЭУ и электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ), в том числе межорбитальных буксиров, для решения таких задач, как глобальная космическая связь, мониторинг Земли, очистка околоземных орбит от «космического мусора», защита Земли от астероидно-кометной угрозы.