История космонавтики

муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования егорлыкский центр внешкольной работы

Занятие 7

«История развития Космонавтики»

Разработал и проводил: Педагог доп. образования

Харченко Ю.А.

2021-2022 уч.год.

Занятие 7 будет посвящено истории развития Космонавтики. Для вас ребята я подобрал материал о значительных вехах в истории развития Космонавтики. Я думаю вам будет интересно ознакомится с этим материалом, повысить свои знания о истории развития Космонавтики.

Пожалуй, развитие космонавтики берёт своё начало в фантастике: людям всегда хотелось летать — не только в воздухе, но и по бескрайним космическим просторам. Именно в литературе можно встретить немало упоминаний всевозможных способов отрыва от Земли: не только природные явления типа урагана, но и вполне конкретные технические средства — воздушные шары, сверхмощные пушки, ковры-самолёты, ракеты и прочие костюмы-суперджеты.

Идея полета в космос немыслима без реактивного движения и ракет вообще, так что самое начало истории космонавтики нужно искать в Китае, где в начале 2-го века н.э. появились мысли о движении ракет с помощью пороха. Жители поднебесной придумали «копья яростного огня» - привязанные к стрелам емкости с порохом увеличивали дальность полета более чем на 100 метров – такой была первая, примитивная ракета.          

В Средие века устройство ракет практически не менялось, и придуманные в Азии пороховые снаряды просуществовали в неизменном виде до конца 19-го века. С началом промышленной революции появились попытки создания более эффективного вооружения и переосмысления реактивного движения вообще.

Признанный первооткрыватель и основоположник космонавтики – Константин Эдуардович Циолковский. В 1883 году он впервые пришел к идее применения реактивного движения, которое будет использоваться для запуска космических летательных аппаратов. Он внёс огромнейший вклад в дело развития космонавтики. Размышляя о жизни в космическом пространстве, Циолковский начал писать научную работу под названием «Свободное пространство». О том, как выйти в космос, ученый пока не знал. В 1902 г. К.Э. Циолковский прислал в журнал «Новое обозрение» труд, сопроводив его записью: «Я разработал некоторые стороны вопроса о поднятии в пространство с помощью реактивного прибора, подобного ракете. Математические выводы, основанные на научных данных и много раз проверенные, указывают на возможность с помощью таких приборов подниматься в небесное пространство и, может быть, обосновывать поселения за пределами земной атмосферы».В 1903 г. этот труд — «Исследование мировых пространств реактивными приборами» — был опубликован. В нем ученый разработал теоретические основы возможности полетов в космос. Эта работа и последующие труды, написанные Константином Эдуардовичем, дают основание нашим соотечественникам считать его отцом российской космонавтики.

Циолковский и Мещерский были пионерами в теоретическом обосновании полетов в космос , создавшие в 1897—1903 гг. теорию полета ракеты. Уже гораздо позднее в этом направлении стали работать американец Годдард, немцы Оберт и фон Браун. В межвоенный период вопросы реактивного движения и создания жидкостных и твердотопливных реактивных двигателей развивались в основном в России, Германии и США.

Наибольшие успехи к началу Второй мировой войны были достигнуты в области твердотопливных двигателей в России, что позволило широко использовать «Катюши» в боевых действиях. В области же крупных ракет с жидкостными двигателями лидировала Германия, где во время войны была создана первая баллистическая ракета с таким двигателем: Фау-2. Во время Второй мировой войны Фау-2 использовалась немцами для бомбардировок Великобритании. В США, где достижением космоса считается достижение телом высоты в 100 километров, именно Фау-2 считается первым рукотворным объектом в космосе. Во всех остальных учебниках астрономии рубежом космоса считается достижение телом Первой космической скорости.

После окончания Второй мировой войны Вернер фон Браун с основной частью своей команды и чертежами перебрался в США. СССР же получил небольшое количество специалистов (которые работали в СССР где-то до середины 1950-х гг.) и отдельные части ракет и технологического оборудования, без чертежей и расчетов. В дальнейшем в обеих странах была воспроизведена на местной промышленной базе ракета Фау-2 (в СССР — Р-1), после чего началось активное развитие ракетной техники в направлении увеличения ее дальности и массы забрасываемого груза.

Целенаправленное развитие теоретических основ космонавтики как науки и проведение работ по созданию реактивных аппаратов в нашей стране связано с деятельностью в 20–30-х годах Газодинамической лаборатории (ГДЛ) и Групп изучения реактивного движения (ГИРД), а в дальнейшем Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ), сформированного на основе ГДЛ и московской ГИРД. В этих организациях активно работали Ф.А. Цандер, В.П. Ветчинкин, М.К. Тихонравов, Ю.А. Победоносцев, Н.И. Тихомиров, И.Т. Клейменов, В.П. Глушко и другие, а также будущий Главный конструктор ракетно-космических систем С.П. Королев, внесший основной вклад в создание первых ракет-носителей (РН), искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей (КК). Усилиями специалистов в этих организациях были разработаны первые реактивные аппараты с двигателями на твердом и жидком топливе, проведены их огневые и летные испытания. Было положено начало отечественной реактивной технике.

Первый искусственный спутник Земли «Спутник-1» (макет)

В 1954 году началось проектирование советской межконтинентальной двухступенчатой баллистической ракеты Р-7, которая, будучи в дальнейшем модернизирована с целью использования в качестве ракеты космического назначения, обеспечила множество космических рекордов СССР. Благодаря исключительной надежности её эксплуатируют в модернизированном виде до сих пор.

В историю человечества вошли два знаменательных события, связанных с развитием отечественной космонавтики и открывших эпоху практического освоения космоса: запуск на орбиту первого в мире искуственного спутника Земли (ИСЗ) (4 октября 1957 г.) и первый полет человека в космическом корабле по орбите ИСЗ (12 апреля 1961 г.). Выполняя задания правительства по созданию БРДД, С.П. Королев нацеливал коллектив на одновременную разработку и выполнение программ изучения и освоения космоса, начиная с научных исследований верхних слоев атмосферы Земли. Поэтому за полетом первой отечественной баллистической ракеты Р-1 (10.10.1948 г.) последовали полеты геофизических ракет Р-1А, Р-1Б, Р-1В и других.

Летом 1957 г. было опубликовано важное правительственное сообщение о проведении в Советском Союзе успешных испытаний многоступенчатой ракеты. «Полет ракеты, — говорилось в сообщении, — проходил на очень большой, до сих пор не достигаемой высоте». Этим сообщением было отмечено создание грозного оружия межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 — знаменитой «семерки».

Именно появление «семерки» обеспечивало благоприятную возможность выводить в космос искусственные спутники Земли. Но для этого необходимо было сделать очень много: разработать, построить и испытать двигатели общей мощностью в миллионы лошадиных сил, оснастить ракету сложнейшей системой управления, наконец, построить космодром, откуда ракете предстояло стартовать. Эту труднейшую задачу решили наши специалисты, наш народ, наша страна. Решили первыми в мире.

Все работы по созданию первого искусственного спутника Земли возглавлялись королевским ОКБ-1. Проект спутника несколько раз пересматривался, пока, наконец, не остановились на варианте аппарата, запуск которого мог быть осуществлен с помощью созданной ракеты Р-7 и в сжатые сроки. Факт вывода спутника на орбиту должен был быть зафиксирован всеми странами мира, для чего на спутнике смонтировали радиотехническую аппаратуру.

4 октября 1957 ракетой «Спутник» (модернизированной Р-7) был выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли «Спутник-1». Несколько позднее США также предприняли попытки запуска спутников. Первая попытка запуска американского спутника «Авангард» разработки чисто американской команды конструкторов окончилась взрывом ракеты на стартовом комплексе в прямом эфире. В итоге первый удачный запуск в США совершила допущенная к основным проектам команда Вернера фон Брауна 1 февраля 1958 года.

Корабль Гагарина в Музее РКК Энергия, г. Королёв

Дальнейшее развитие семейства Р-7 в тот период заключалось в добавлении и модернизации третьей ступени. Эти ракеты позволили преодолеть следующую ступень — достичь Второй космической скорости и покинуть орбиту Земли. Стало возможным изучение других космических тел Солнечной системы. Первым таким объектом, естественно, стала Луна. В январе 1959 года была запущена станция «Луна—1». Её основной задачей было достижение лунной поверхности (совершение жёсткой посадки). Однако из-за ошибки аппарат прошел в 6000 км от Луны и вышел на орбиту Солнца. Таким образом, немного случайно, «Луна−1» стала первым искусственным спутником Солнца. Впервые в мире задачу достижения другого небесного тела решил полет «Луны−2» в том же 1959 году, в сентябре. А в октябре «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. Первую мягкую посадку на поверхность Луны совершила станция «Луна-9» в 1966 году — в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Мариус, в точке с координатами 64 градуса 22 минуты западной долготы и 7 градусов 8 минут северной широты. Во время сеансов связи «Луна-9» передавала панорамное изображение поверхности Луны вблизи места посадки.

Первый полет в космос

7 марта 1960 был сформирован отряд первых космонавтов состоящий из 20 человек: Юрия Гагарина, Валерия Быковского, Ивана Аникеева, Бориса Волынова, Виктора Горбатко, Владимира Комарова, Алексея Леонова, Григория Нелюбова, Андрияна Николаева, Германа Титова, Георгия Шонина и Павла Поповича, Дмитрия Заикина, Евгения Хрунова, Валентина Филатьева, Валентина Варламова, Валентина Бондаренко, Павла Беляева, Марса Рафикова и Анатолия Карташова.

К апрелю 1961 были отобраны трое для полета: Титов, Гагарин и Нелюбов. Они записали обращение первых космонавтов к советскому народу и 12 апреля все трое были на Байконуре. Титов был дублером Гагарина, Нелюбов должен был заменить товарищей в случае форс-мажора.

12 апреля 1961 г. — этот день навсегда вошел в историю человечества: утром с космодрома «Бойконур» мощная ракета-носитель вывела на орбиту первый в истории космический корабль «Восток» с первым космонавтом Земли — гражданином Советского Союза Юрием Алексеевичем Гагариным на борту.

За 1 ч. 48 мин Ю.А. Гагарин облетел земной шар и благополучно приземлился в окрестности деревни Смеловки Терновского района Саратовской области, за что был награжден Звездой Героя Советского Союза.

Американцы смогли ответить на это только через месяц, 5 мая 1961 года, причем американский астронавт Алан Шепард не выходил на орбиту, а совершил суборбитальный полет по дуге. Собственно орбитальный полет США совершили только в 1962 году.

Для полета Гагарина был разработан космический корабль «Восток». Фактически, в этом корабле Королеву удалось создать чрезвычайно удачную космическую платформу, на базе которой можно было решить множество практических задач. Тогда, в начале 60-х, одновременно с пилотируемым вариантом, был реализован проект фото-разведчика. А всего у «Востока» было более 40 модификаций. Эксплуатируемые и сегодня спутники серии «Бион» являются прямыми потомками гагаринского корабля

По решению Международной авиационной федерации (ФАИ) 12 апреля отмечается Всемирный день авиации и космонавтики. Праздник установлен указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 апреля 1962 года.

Также в 1961 году Герман Титов совершил первый суточный полет, США повторили это достижение в 1963 году.

Шлюз и скафандр аналогичные тем, что использовались А. Леоновым при первом выходе в открытый космос, в Мемориальном музее космонавтики в Москве

На кораблях «Восток» космонавт располагался на катапультном кресле. Это решение позволило вместо разработки двух систем — аварийного спасения экипажа на старте и системы мягкой посадки спускаемого аппарата при посадке — сосредоточиться на одном устройстве, выполнявшем обе эти задачи. Тем самым разработчики, с одной стороны уменьшили степень технического риска при разработке принципиально нового (а тема катапульт в авиации были уже хорошо отработаны), а с другой — выиграли время в космической гонке. Эту же схему посадки использовал и Титов, приземлившийся на парашюте рядом с железной дорогой с приближающимся поездом, где его сфотографировали журналисты. Надёжная система мягкой посадки, использующая гамма-высотомер, была разработана в 1965 году и используется до сих пор. США подобными технологиями не занимались, поэтому практически все американские спускаемые аппараты, включая новый Dragon SpaceX, приводняются. ) Единственным исключением являются шаттлы.

В 1962 году советские космические корабли «Восток-3» и «Восток-4» совершили первый групповой полет.

В 1963 году в космос полетела первая женщина-космонавт Валентина Терешкова, а космонавт Быковский установил действующий до сих пор рекорд длительности одиночного полета — почти 5 суток.

В 1964 году состоялся запуск первого в мире многоместного космического корабля «Восход». Американские многоместные корабли появились в 1965 году.

В 1965 году космонавт Алексей Леонов осуществил первый выход в открытый космос. Особо нужно отметить, что этот выход был сразу осуществлен через надувную шлюзовую камеру, тогда как произошедший в этом же году выход в открытый космос американца был осуществлен по простой схеме: было сброшена атмосфера в кабине и открыт входной люк.

В 1966 году США провели первую стыковку на орбите.

Первый межпланетный перелёт осуществила в 1966 году отечественная «Венера-3» — она совершила жесткую посадку на планету, доставив туда металлический глобус планеты Земля и вымпел с символикой СССР. В 1975 году «Венера-9» впервые совершила мягкую посадку на планету Венера и передала первое изображение поверхности другой планеты. В 1982 году «Венера 13» совершила мягкую посадку на Венеру и передала первый цветной панорамный снимок поверхности планеты и звукозапись.

Первый в мире планетоход «Луноход-1»

Лунная программа была принята в СССР в 1960 году. Её разработкой должен был заниматься ОКБ-1 под руководством Королёва, но в мае 1961 года Хрущёв поручил разработку программы ещё и ОКБ-52 Челомея. Таким образом, одновременно в СССР до 1965 года действовали две лунные программы. Также осложнил ситуацию отказ В. П. Глушко разрабатывать новый, более мощный двигатель для ракеты (хотя позже он разработал его для программы «Энергия — Буран»).

В 1966 году умер С. П. Королёв, который 20 лет был главным конструктором ОКБ-1 и являлся лидером и идейным вдохновителем всей советской космонавтики. Его роль была исключительна, и без его участия система не могла функционировать достаточно эффективно. Место Королёва занял его первый зам, В. П. Мишин, который не обладал теми же личными качествами и не смог справиться со столь сложной задачей.

Высадка американских астронавтов на поверхность Луны в 1969 году поставила точку в лунной гонке. В 1974 году советская лунная пилотируемая программа была закрыта, однако до этого в 1970 г. на поверхность Луны был доставлен и успешно работал первый в мире планетоход «Луноход-1», а также в 1970 г. автоматической станцией «Луна-16» впервые среди автоматических аппаратов на Землю доставлен лунный грунт.

После завершения лунной программы советское правительство сделало вид, будто СССР и не стремился отправить человека на Луну. В США оказались не очень довольны ценой победы, стоимость программы Аполлон превышает 22,5 млрд долларов . Отправка на Луну человека с практической точки зрения оказалась сомнительна, научные данные можно было получить автоматическими станциями гораздо дешевле. Целесообразность создания долговременной обитаемой станции отсутствует до сих пор. Полёт человека на Луну оказался преждевременным и бесплодным. Созданная инфраструктура после завершения программы оказалась никому не нужной и начала стремительно деградировать. Поскольку в США не было программы долговременных орбитальных станций, к 90-м США практически утратили технологии длительного присутствия в космическом пространстве.

Со временем даже возникли конспирологические теории, согласно которым никакого полёта на Луну не было, а съёмки астронавтов проводились в специальных голливудских павильонах. В качестве аргументов в защиту этой версии приводились различные технические трудности, чрезмерная радиационная опасность, неразвитость технологий тех лет и отсутствие дальнейших полётов на Луну. 

В 2015 году группа энтузиастов собрала на краудфандинговой платформе Boomstarter средства на проработку проекта космического аппарата для запуска на окололунную орбиту и съемки мест посадок Apollo и «Луноходов».

Орбитальная станция «Салют-7» с пристыкованным космическим кораблем

Первая автоматическая стыковка двух кораблей «Союз» была проведена в 1967. Первая в мире орбитальная станция («Салют-1») появилась в 1971 году. Первая и единственная американская орбитальная станция «Skylab» была выведена на орбиту в 1973 (ее подлинность также является объектом критики конспирологов). Принципиальная разница этих двух станций была в способе их снабжения. «Салюты» имели возможность пополнять воздух, топливо и другие материалы с кораблей снабжения. «Скайлэб» — это «одноразовая» станция. Её переделали из третьей ступени «Сатурна — V» (после остановки американской лунной программы остались неиспользованные носители), где в одном баке оборудовали кабину экипажа, а в другом сделали «кладовку» со всем необходимым из расчета на три экспедиции. Те же «неликвиды» лунной программы использовали в стыковке «Союза» и «Аполлона» в 1975 году.

Во время Холодной войны основной целью развития ракетной техники являлось создание межконтинентальной баллистической ракеты с ядерной боеголовкой. Благодаря этому новому виду оружия мир существенно изменился. Примерно к началу 70-х стала очевидна принципиальная невозможность военной победы в войне между США и СССР. Начался этап разрядки, были подписаны договоры «ОСВ-1» в 1972 и «ОСВ-2» в 1979 году.

Развитие космонавтики серьёзно затормозилось. Руководство СССР сфокусировало ресурсы на развитии долговременных орбитальных станций, которые использовались для отработки долговременного пребывания человека в космосе, без которой медики не соглашались разрешать в том числе и полет на Марс. В это же время в дипломатических целях в космос отправляют представителей всех социалистических стран.

Первый человек, не являющийся гражданином СССР или США, побывал в космосе в 1978 году на «Союз-28». Первый иностранец на космическом корабле США побывал в космосе в 1983 году.

После 1975 года разворачивается работа над многоразовой космической системой «Энергия — Буран». Ещё до начала разработок было известно, что одноразовая ракета-носитель, затратив то же количество топлива, может вывести на орбиту в 3-4 раза больший полезный груз, чем в трюме «Космического челнока». Поэтому у нас разработали универсальную ракету-носитель «Энергия», для которой «Буран» был только одним из вариантов полезной нагрузки. Когда разрабатывали «Челноки», одно из их главных преимуществ рассматривали не то, сколько они груза поднимут на орбиту, а возможность ремонта спутников на орбите и снятие их, при необходимости, с орбиты. Данные возможности были реализованы в ходе ряда запусков: было проведено несколько запусков для сервисного обслуживания космического телескопа «Хаббл» и других спутников, а также возвращено девять спутников, в частности, аппарат LDEF. Кроме того, «Шаттлы» были использованы при сборке МКС.

Также очень важно то, что РН «Энергия» — первая, где был реализован модульный принцип (сегодня осуществляется в РН «Ангара»). Боковушки «Энергии» — это первые ступени РН «Зенит». Кроме того, задумывалось, что один и тот же стартовый и технический комплексы позволит запускать РН как большей, так и меньшей грузоподъемности, использовать различные вариации модулей «Энергии» («Энергия-М», «Энергия-Вулкан»). Ракета-носитель Энергия совершила два пуска, оба удачных. Во время последнего пуска Энергии (15.11.1988) на орбиту был выведен Буран— первый советский многоразовый корабль. Он совершил 2 витка вокруг Земли и через 205 минут приземлился на специально построенном аэродроме.

В 1985 году со станцией «Салют-7» была потеряна связь. На ней произошел сбой в электропитании, и она фактически «умерла». Экипаж «Союза Т-13» (обратите внимание на номер) Владимира Джанибекова смог состыковаться с находящийся в неуправляемом состоянии станцией и вернул её к жизни. Это был первый в мире случай спасения космического корабля.

В 1976 году начинается работа над проектом орбитальной станции «МИР» — первой космической станции построенной по модульному принципу. Базовый блок был выведен на орбиту в 1986 году, а затем к нему были пристыкованы ещё 6 модулей. На станции побывало 104 космонавта из 12 стран мира, в том числе из Франции, Германии, Японии и США.

В 1990 году в космос на «Союз ТМ-11» отправился Тоёхиро Акияма, японский журналист. Тем самым было положено начало коммерческих пассажирских перевозок в космосе.

Выделяются на общем фоне следующие задачи:

• Продолжение эксплуатации, модернизация и дооснащение космодромов Байконур и Плесецк;

• Достройка космодрома Восточный, на котором в 2016 году началась эксплуатация ракет «Союз-2» лёгкого и среднего классов;

• Разработка кислородно-водородного разгонного блока для существующих и перспективных ракет-носителей;

• Развитие группировки ГЛОНАСС, добавление космических аппаратов с периодом активной эксплуатации не менее 7 лет, а к 2020 году не менее 10 лет;

• Разработка системы обслуживания отдельных космических аппаратов на орбитах;

• Создание на базе унифицированной платформы дешевых малоразмерных космических аппаратов для исследования космических лучей и солнечно-земных связей;

• Возобновление комплексных исследований Луны с использованием автоматических космических аппаратов. К 2020 году проведение углубленных исследований Луны с окололунной орбиты и на ее поверхности автоматическими космическими аппаратами, в том числе с использованием луноходов и средств доставки образцов лунного грунта на Землю, выбор районов размещения автоматических лунных баз;

• Продолжение до 2020 года эксплуатации Международной космической станции;

• Участие в международных космических проектах по исследованию Луны, Марса и системы Юпитера.

• Создание космической обсерватории «Миллиметрон» миллиметрового и инфракрасного диапазонов.

Полёты космонавтов СССР/России

(по количеству полётов)