В этот день… №3-01 (1-10 ноября)



Александр Грищенко В 60-е годы прошлого века в Советском Союзе была популярна песня о том, что «…на Марсе будут яблони цвести». Действительно, отправлялись к другим планетам автоматические космические аппараты, запускались спутники и космические корабли. Казалось, ещё немного и первые люди высадятся на поверхность красной планеты. Прошло более полувека, а полёты на Марс всё ещё рассматриваются как не очень близкая космическая перспектива.

 
1 ноября 1962 года – старт космического аппарата, совершившего первый пролёт Марса – АМС «Марс-1» (СССР).

Перспектива создания в конце 50-х годов многоступенчатого носителя космических аппаратов на базе ракеты Р-7 открывала новые возможности для исследования Луны и ближайших планет Солнечной системы – Венеры и Марса.

На основании проектных проработок С. П. Королёв и М. В. Келдыш, после обсуждения этих проблем на Совете главных конструкторов, внесли в правительство соответствующее предложение. Предложения были поддержаны, и Постановлением от 10 декабря 1959 года «О развитии исследования космического пространства» положено начало созданию ракеты для полёта к другим планетам (Марсу, Венере), определены головные организации, утверждён межведомственный научно-технический совет и назначен срок выпуска эскизного проекта по автоматическим межпланетным аппаратам – февраль 1960 года.

Постановление от 4 июня 1960 года «О плане освоения космического пространства» предписывало создать четырёхступенчатую РН для полёта на Марс и Венеру, в августе-сентябре 1960 года запустить её к Марсу и осуществить подготовку РН для полёта к Венере в оптимальные астрономические сроки.

Уже в декабре 1959 – январе 1960 были проведены предварительные компоновочные работы межпланетной автоматической станции.

АМС 2МВ («Марс-1»)

АМС 2МВ («Марс-1»):
1 – герметичный орбитальный отсек; 2 – фотоотсек; 3 – КДУ; 4 – солнечные батареи; 5 – радиаторы системы терморегулирования; 6 – остронаправленная параболическая антенна; 7 – малонаправленные антенны; 8 – малонаправленная антенна; 9 – передающая антенна метрового диапазона; 10 – всенаправленная антенна аварийной радиолинии; 11 – иллюминаторы фототелевизионного устройства и датчики ориентации на планету; 12 – датчики научной аппаратуры; 13 – приёмная антенна метрового диапазона; 14 – датчик точной солнечной и звёздной ориентации; 15 – аварийная радиолиния; 16 – датчик постоянной солнечной ориентации; 17 – датчик ориентации параболической антенны на Землю; 18 – сопловые аппараты системы ориентации; 19 баллоны со сжатым газом системы ориентации; 20 – шторки датчиков ориентации; 21 – датчик грубой ориентации на Солнце; 22 – датчик контроля солнечной ориентации

Специально для запуска этих станций на базе ракеты Р-7 была разработана, изготовлена и испытана в стендовых условиях новая четырёхступенчатая ракета 8К78 (обзор №1-01 1–15.11.2015). В качестве третьей ступени (блока И) использовали (с доработкой) вторую ступень ракеты Р-9 с двигателем КБХА, а четвёртой ступени – блок Л, разработанный ОКБ-1, на котором впервые был применён двигатель замкнутой схемы С1.5400, также разработанный ОКБ-1 (обзор №1-06 16–31.01.2016).

Первый отечественный ЖРД с дожиганием генераторного газа в камере сгорания позволил при применении освоенных компонентов топлива получить более высокий удельный импульс тяги в пустоте (3400 м/с), чем у всех существовавших в то время двигателей.

РН 8К78 «Молния»При создании ЖРД с дожиганием впервые были разработаны: пневмогидравлическая схема двигателя, обеспечивающая его надёжное включение в условиях космического пространства после длительного пребывания в состоянии невесомости; газогенератор, который при минимальной массе и габаритах обеспечивал переход жидкого кислорода в газообразный с температурой 350-400°С при равномерном поле температур путём сжигания в кислороде небольшого количества керосина; турбонасосный агрегат с центростремительной турбиной, работающей на окислительном генераторном газе с высоким противодавлением; надёжно охлаждаемая камера сгорания с высокой степенью расширения газа в сопле, устойчиво работающая на окислительном генераторном газе и керосине; специальная пиротехническая арматура; пороховой стартер, обеспечивающий первоначальную раскрутку ротора ТНА при запуске двигателя, и поворотные рулевые сопла для управления по крену, работающие на восстановительном газогенераторном газе и имеющие малый момент трения. При создании ТНА приняты меры, исключающие возгорание турбины и газового тракта в газообразном кислороде с высокой температурой (около 700°С).

Впервые в ЖРД камера сгорания была изготовлена из титанового сплава. Внедрение нового материала потребовало разработки новых технологических процессов: пайки, сварки и т. д. За май – декабрь 1960 года изготовили вновь 54, а с учётом переборок – 83 двигателя и провели их огневые испытания.

При разработке блока Л исходили из того, что запуск его ДУ должен обеспечиваться в условиях невесомости через 1,5 часа полёта по орбите вокруг Земли, а не непосредственно после окончания работы третьей ступени. Поэтому на блоке Л требовалось установить систему стабилизации и ориентации на время паузы и блок обеспечения запуска двигателя в невесомости. В состав четвёртой ступени ввели два пороховых ускорителя для создания осевой перегрузки.

Блок Л состоял из топливного отсека, однокамерного двигателя в карданном подвесе и ферменного отсека. В связи с тем, что блок Л подвергался в полёте длительному воздействию солнечной радиации, топливные баки имели специальную теплоизоляцию. Специальные сильфоны позволяли двигателю отклоняться до 3° для управления по тангажу и рысканию. Для управления по крену имелось два сопла тягой по 100 Н, способные отклоняться на угол до 45°, работающие от дополнительного газогенератора, газ из которого одновременно подавался для наддува баков окислителя и горючего.

Установка РН 8К78 на стартовую позициюЗадержки при изготовлении, трудности при подготовке блока к стендовым испытаниям привели к тому, что заключение по результатам огневых испытаний было получено лишь в начале октября 1960 года.

Положительные результаты стендовых испытаний блока Л позволили перейти к конкретной подготовке ракетно-космического комплекса для осуществления старта АМС 1М в сторону Марса.

Особенности условий межпланетных полётов к Марсу и Венере и проведение исследований при пролёте на близком расстоянии от планет и особенно обеспечение посадки спускаемых аппаратов на поверхность планет потребовали от разработчиков создания новых сложных систем и специальных элементов конструкции. Впервые были разработаны радиосистемы дальней космической связи (до 300 млн. километров), система управления с солнечно-звёздной прецизионной ориентацией и система посадки на поверхности Марса и Венеры. Для обеспечения необходимых точностей ориентации (до нескольких угловых минут) было принято решение установить оптические датчики, гироскопы и двигательную установку на единой жёсткой плите, вваренной в гермокорпус орбитального отсека.

Наземные комплексные электрические испытания АМС продвигались очень тяжело, так как не удавалось пройти всю программу работы станции в условиях полигона, начиная с отделения от РН до фототелеграфирования и передачи изображения планеты на землю. Радиоблок в комплексе со всеми системами не обеспечивал работу АМС: выходили из строя передатчики, приёмники, счётно-решающая часть и т. д. К концу сентября 1960 года всё-таки удалось пройти участок до планеты, однако первая же работа с фототелевизионным устройством привела к серьёзной аварии внутри станции, на устранение которой потребовалось два дня. Оптимальная астрономическая дата (20-25 сентября 1960 года) давно уже прошла, приближалась дата критического резерва, после которой необходимо было уменьшать полезную массу для обеспечения вывода станции в заданную точку пространства. Поэтому приняли решение снять ФТУ. Из-за недостатка времени проверку герметичности в барокамере решили не проводить.

8 октября 1960 года, полностью собранный ракетно-космический комплекс установили на стартовый стол. Стар первой РН с АМС на борту для исследования Марса был осуществлён 10 октября 1960 года. Первая и вторая ступени проработали нормально, при работе третьей ступени из-за повреждения движка потенциометра в командной цепи гирогоризонта прошло аварийное выключение ДУ.

Макет космического аппарата «Марс-1»Второй запуск в сторону Марса был проведён 14 октября 1960 года. Эта станция так же, как и первая, не достигла планеты из-за незапуска ДУ третьей ступени (негерметичность разделительного клапана и, как следствие, замерзание горючего в трубопроводе подачи в ТНА).

24 октября, 1 и 4 ноября 1962 года были запущены три АМС (это были универсальные аппараты 2МВ, что означало возможность применения как для полёта на Марс, так и на Венеру) в сторону Марса. Первый и третий пуски оказались аварийными, и опять из-за отказа блока Л. Второй пуск прошёл удачно: в сторону Марса была выведена АМС «Марс-1» (2МВ №4), хотя из-за негерметичности клапана произошла утечка рабочего тела (азота) из баллонов системы ориентации, и через несколько суток станция стала неуправляемой. Однако до этого на остатках газа системы ориентации станция была раскручена вокруг оси, перпендикулярной плоскости солнечных батарей, а ось направлена на Солнце, что обеспечило станции режим гироскопической стабилизации и подзарядку бортовых батарей. Благодаря этому связь со станцией продолжалась ещё четыре месяца, за которые удалось провести ряд научных исследований межпланетного пространства и проверить функционирование центра дальней космической связи на расстояние до 10 млн. километров. За время полёта станция приблизилась к Марсу на расстояние в 195000 км. Но 21 марта 1963 года из-за неполадок бортовой аппаратуры связь с ней была утрачена.

Для выяснения причин возникшей аварийной ситуации на станции создали комиссию, которая обнаружила во многих клапанах, поставляемых одним из заводов Министерства авиационной промышленности, следы канифоли, которые препятствовали полному закрытию клапанов. По результатам пусков АМС 2МВ и накопленного опыта были проведены доработки станции и её систем. Доработанной станции был присвоен индекс 3МВ, но это уже другая история.

Наработки по первым советским АМС использовались и в других КА. Так КДУ-414 (обзор №1-12 16–30.04.2016), впервые разработанная для аппаратов 2МВ, применялась и на спутниках «Молния-1», КА «Венера-1», «Зонд 2/3» и некоторых КА серии «Космос».


 

5 ноября 1926 года – И. П. Граве получил патент на изобретение ракетного заряда из бездымного пироксилинового пороха (СССР).

Иван Платонович Граве (25.11.1874 – 3.03.1960)И. П. Граве родился в Казани в семье кадрового офицера, подполковника Платона Ивановича Граве. Выпускник Михайловского артиллерийского училища и Михайловской артиллерийской академии, И. П. Граве в 1904 году защитил первую в России диссертацию по внутренней баллистике. Этот труд был переведён и издан во Франции в 1907 году. Перед Первой мировой войной Ивану Платоновичу довелось в служебных целях посетить Германию и Францию. В эти же годы он начал заниматься боевыми ракетами. В 1912 году ему было присвоено звание полковника артиллерии, он стал экспертом отдела изобретений Центрального военно-промышленного комитета.

В 1915 году, после экспериментов с прототипами ракет, он впервые предложил использовать в ракетах прессованные длительно горящие шашки из бездымного пироксилинового пороха. Годом позже Граве изобрёл боевую ракету на бездымном порохе – прототип реактивных снарядов, применявшихся в годы Второй мировой войны. В этом же, 1916 году, им были запатентованы (заявка от 14 июля 1916 года) и испытаны изготовленные им на шлиссельбургском пороховом заводе цилиндрические шашки из пироксилиновой массы диаметром 70 мм. Опыты, однако, были отложены до следующего, 1917 года. А потом, после известных событий столетней давности, ракеты долго никого не интересовали.

И. П. Граве, служивший в Красной армии и работавший в Артиллерийской академии РККА, продолжал добиваться развития ракетных технологий. Через десять лет после подачи заявки, 5 ноября 1926 года ему был выдан патент на изобретение, которое так и не было реализовано. Но были и другие изобретения. Всего у Ивана Платоновича было 9 патентов, из них 4 – на ракетные технологии и пороха.

4 октября 1932 года И. П. Граве опубликовал в газете «Красная звезда» статью о ракетном движении. А ровно через четверть века был осуществлён успешный запуск первого в мире ИСЗ! Благодаря усилиям Ивана Платоновича инженеры РНИИ И. И. Гвай, Л. Э. Шварц, Ю. А. Победоносцев, В. А. Артемьев и другие активно продолжали работы над боевыми ракетами систем залпового огня. Но в двигателях этих ракет использовалось более эффективное нитроглицериновое топливо, предложенное выпускником Михайловской артиллерийской академии А. С. Бакаевым.

В 1934 – 1938 годах И. П. Граве написал подробный и самый полный курс теоретической баллистики (в пяти книгах). В 1936 году им был завершён труд «Баллистика полузамкнутого пространства», который был отмечен Сталинской премией в 1942 году.

Многие учёные в те годы становились объектами «пристального внимания» органов госбезопасности. Иван Платонович не стал исключением. С 1919 по 1952 годы он арестовывался органами государственной безопасности четыре раза. К счастью, И. П. Граве прожил достаточно долгую жизнь и умер в Москве в возрасте 85 лет.


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Ракетно-космическая корпорация Энергия имени С. П. Королёва. 1946-1996. – М.: «Менонсофполиграф», 1996.
  2. И. Б. Афанасьев, Д. А. Воронцов. Золотой век космонавтики: мечты и реальность. – М.: Фонд «Русские витязи», 2015.
  3. Самарские ступени «семерки». Под ред. А. Н. Кирилина. – Самара: Издательский дом «Агни», 2011.
  4. А. М. Первушин. Битва за звезды: Космическое противостояние. – ООО «Издательство АСТ», 2003.
  5. Михаил Первов. Рассказы о русских ракетах / Кн. 1-я. – М.: Издательский дом «Столичная энциклопедия», 2012.
  6. http://epizodyspace.ru/reyt-all/005/5-34.html

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru