Доклад академика Б. Е. Чертока на НТС в РКК «Энергия» 11 апреля 2011 года

История подготовки и осуществления первого в мире полета человека в космическое пространство является показателем возможностей мобилизационной экономики. Такая программа в такие сроки не может быть выполнена «свободным рынком». Олигархи и коррупционеры в этой программе не участвовали.

Государство и космонавтика объединились. Разработка велась при всесторонней поддержке советского государства, правящей партии КПСС во главе с Никитой Сергеевичем Хрущевым.

Одним из решающих факторов успеха была опора на уже созданную ракетную промышленность, которая освоила технологию производства межконтинентальных ракет тира Р7.

Отработанные запуски боевых ракет и успешные пуски ИСЗ были школами для проектантов, конструкторов, производства и испытателей непосредственно осуществляемых решений задач.

В Королевском ОКБ‑1 роль главного проектанта выполнял Константин Петрович Феоктистов.

Для обеспечения необходимой грузоподъемности боевой ракеты Р7 она была дополнена третьей ступенью – блоком «Л». Такой трехступенчатый носитель способен был вывести на околоземную орбиту до 5,5 тонн.

Одной из основанных проблем был выбор формы возвращаемой части – спускаемого аппарата, в которой при возвращении на Землю, перегрузки могли достигать опасной для человека величины и защита от высоких температур после входа в атмосферу.

Проектный отдел № 9 выпустил отчет, в котором доказывал, что перегрузки корабля сферической формы не превысят 8-9g. Чтобы ускорить процесс разработки, решено было не изобретать систему мягкой посадки, а катапультировать пилота на высоте 8-10 км и посадку его не в СА, а на своем парашюте.

Королеву докладывалась информация о подготовке в США полета человека. И он, и Хрущев, получавший эту информацию, не могли и думать, что США одержат такую политическую победу в ходе острой холодной войны. Надо было спешить и очень спешить.

Методы мобилизационной экономики были хорошо отработаны во время войны. Именно эти методы обеспечивали решение задачи. Никакая экономика типа «свободного рынка» не была способна на такую организацию.

Времени на разработку детального эскизного проекта не было. Чтобы заручиться поддержкой министерства обороны, было в короткие сроки зафиксировано, что пилотируемый корабль в беспилотном режиме будет хорошим разведчиком. На землю будут возвращены фотоаппаратура с широкоформатной пленкой высокого разрешения.

Эта разведывательная модификация была названа «Зенитом». В дальнейшем по системе управления корабли «Восток» и «Зенит» сильно разошлись.

В сентябре 1960 года Королев направляет предложения по созданию пилотируемого корабля и беспилотного спутника разведчика председателю Государственного комитета при Совете министров К.Н. Рудневу и маршалу Неделину.

Очень спешили и, не дожидаясь постановлений, конструкторские разработки отправили на завод в производство. Фактически изготовление началось в мае-июне 1959 года.

От заводского изготовления первых деталей будущих первых пилотируемых кораблей до полета первого человека прошло всего 2 года.

Фактическое руководство по созданию корабля осуществляло ОКБ‑1 при идеологической поддержке Совета главных конструкторов. Но при этом:

• главный по автономным системам управления – Н.А. Пилюгин дорабатывал только систему управления носителем (3‑я ступень) и никакого отношения не имел к системам кораблей «Восток» и «Зенит».
• всего при создании первых пилотируемых кораблей участвовало свыше 120 организаций. Все они финансировались на прямую, из бюджета по решениям ВПК. ОКБ‑1 не финансировал ни одну организацию и «живые» деньги мы видели только в дни выдачи зарплаты. То, что теперь именуется «коррупцией», тогда в принципе было невозможно. Новыми главными для корабля были ранее не входившие в Совет:

1. Богомолов А. Ф. – системы телеметрии и радиосистемы контроля орбиты.
2. Ткачев – все парашютные системы.
3. Алексеев и Северин – кресла космонавта, скафандр
4. Системы внутренней атмосферы – внутренняя жизнедеятельность – Воропаев
5. Хрусталев – Виноградов оптические датчики, ИКВ.

Сроки запусков экспериментальных кораблей определились Постановлением Правительства, которые готовила ВПК, возглавившая Постановление от 4 июня 1960 года:

• май 1960 года – 2 корабля 1КП       (П – простейшие)
• август 1960 года – 3 корабля 1К
• сентябрь – декабрь – 3 корабля

Сроки отработки определялись системой обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) на объекте.

Первый корабль спутник массой 4540 кг обогнал Постановление и вышел на орбиту 15 мая 1960 года.

Недостатки работы ИКВ (сухое трение) была причиной такой ориентации при выдаче тормозного импульса, что корабль – первый в нашей истории пошел не к Земле, а поднялся на более высокую орбиту. Королева и нас всех эта первая неудача не очень расстроила. Мы освоили систему контроля и выдачи команд с Земли. ЦУПом фактически была одна из комнат в служебном корпусе МИКа на второй площадке.

Первый полет дал нам уверенность в системах управления, и 28 июня 1960 года была предпринята попытка запуска второго корабля. Это был корабль 1К № 1. Из-за взрыва камеры сгорания двигателя на одной из боковых блоков носителя погибли собачки Лисичка и Чайка. 

19 августа 1960 года был успешно запущен космический корабль 1К №2. Его масса составляла 4600 кг. На нем находились собаки Белка и Стрелка.

Для наблюдения за животными было использовано впервые разработанное космическое телевидение (Ленинград НИИТ – Росселевич). На корабле, как и на 1КП, отказал датчик ИКВ.

На этом корабле была установлена, предложенная В.П. Легостаевым, очень простая система солнечной ориентации, как резервная для выдачи тормозного импульса. И впервые в истории человечества живые существа осуществили космический полет и благополучно вернулись на Землю.

10 сентября 1960 года Устинов и Королев направили в ЦК КПСС, фактически Н.С. Хрущеву, докладную записку, в которой предлагалось осуществить полет человека в декабре 1960 года.

Из США шли данные разведки о подготовке к полету человека, вот, вот в ближайшее время.

Королев и мысли такой не допускал, что в этом историческом событии США будут первыми.

1 октября 1960 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров, в котором предлагалось осуществить запуск корабля «Восток» с человеком на борту в декабре 1960 года и считать это задачей особой важности.

Завод ЗЭМ начал получать из ОКБ конструкторскую документацию для пилотируемого корабля. В это время в ОКБ‑1 и на заводе большие силы были задействованы на создание боевой межконтинентальной ракете Р9, и впервые в Советском Союзе межконтинентальной твердотопливной ракеты РТ‑2. Кроме того, готовились полеты автоматов к Венере и Марсу. Задач особой важности было более, чем достаточно.

Трагическая гибель Главного РВСН главный маршал артиллерии М.И. Неделин. Он был нашей опорой во всех проблемах взаимодействия с Министерством обороны. Председателем Госкомиссии на пусках космических кораблей вместо Неделина был назначен К.Н. Руднев.

1 декабря 1960 года был запущен третий корабль (1К №5) с собаками и разной другой живностью. Из-за отказа в системе стабилизации при работе ТДУ траектория спуска корабль могла уйти за границы СССР. Этого допустить было нельзя. Система аварийного подрыва объекта определила ошибочность посадочной траектории и выдала команду на подрыв корабля. Она была успешно реализована. Правда эта система была обязательной для варианта корабля разведчика – «Зенита».

22 декабря 1960 года состоялся запуск корабля 1К №6. Корабль на орбиту не вышел из-за разрушения газогенератора 3-й ступени ракеты-носителя. Но СА корабля успешно приземлился в Красноярском крае. Арвид Владимирович Палло добрался до корабля при 40-градусном морозе, отключил систему АПО и спас жизнь 2-м собачкам.

Совет главных и Госкомиссия сочли возможным продолжить полет «с человеком на борту» только после двух нормальных пусков кораблей в беспилотном режиме. Все расчеты показывали, что это может быть осуществлено в марте-апреле 1961 года.

Я не останавливаюсь на истории формирования и подготовки космонавтов. Это вполне самостоятельная отдельная тема.

9 марта 1961 года был запущен четвертый космический корабль (3КА №1). СА успешно приземлился после одного витка вокруг Земли.

25 марта 1961 года был запущен пятый космический корабль (3КА №2). В этом полете проводились успешные испытания фоторазведывательной аппаратуры. Во время этих двух внешне благополучных полета были серьезные замечания – (в частности с отделением кабель мачты СА–БО). Мы спешили и не очень тщательно их анализировали. Время было такое! Только бы не дать американцам быть первыми.

При последнем беспилотном пуске тормозной импульс был выдан без ориентации по ИКВ. Была использована предложенная В.П. Легостаевым простая солнечная ориентация. Надо было выполнить ориентацию на Солнце, и выдать команду на включение ТДУ в нужное время.

Длительность работы ТДУ определялась интеграторами ускорений и резервной радиосистемой измерения скорости.

В районе приземления была дислоцирована часть ПВО. ПВО засекла корабль Гагарина на высоте около 20 км. Далее все пошло по военному расписанию.

Но, что было в полете?

Восстановить правду о поведении Гагаринского «Востока» для Королевских чтений, я поручил Ю.С. Карпову. Но он вскоре скончался.

Была образована группа, итоги работы которой были с моего одобрения опубликованы в журнале № 4 «Новости космонавтики» за 2001 год. Где на самом деле и живы ли первоисточники (записи телеметрии) 1961 года никто не знает. Материал Г. Формина надо считать наиболее близким к истине.
«Правда о возвращении Юрия Гагарина» статья Г. Формина, опубликованная в журнале «Новости космонавтики № 2 за 2002 год.

Эти статьи много были предварительно обсуждены и проверены и были рекомендованы «Новостям космонавтики» к публикации.

Объем работ, проделанный для полета Первого Человека, был возможен потому что еще работала система «мобилизационной экономики». 

(из статьи В.Д. Благова)

Во время полета Ю.А. Гагарина имели место 11 замечаний и нештатных ситуаций различной степени сложности.

1. В день перед вывозом РН на старт при взвешивании Ю.А. Гагарина в скафандре с креслом обнаружился перевес в 14 кг. В срочном порядке в течение ночи были разработаны мероприятия по облегчению корабля, которые, в частности, включали и обрезку ряда кабелей, как предполагалось, задействованных только на беспилотных кораблях. При повторных испытаниях обнаружилось, что оказались заодно отрезаны один датчик давления и один датчик температуры в СА и появилась «паразитная» гальваническая связь наземных шин с корпусом корабля. В СА имелись другие датчики давления и температуры, а «паразитная» гальваническая связь должна была пропасть при отводе наземной кабель-мачты.

Государственная комиссия по предложению С.П. Королева приняла решение продолжить подготовку с этими замечаниями. Посадка Ю. А. Гагарина в корабль прошла нормально. С.П. Королёв лично проводил космонавта до посадочного люка.

2. За один час до старта при закрытии посадочного люка СА по данным телеметрии один из трех концевых контактов «Люк закрыт» не замкнулся.

Причиной оказалась неточная регулировка концевого контакта одного из 3‑х датчиков закрытия люка.

По указанию С.П.Королева люк был открыт, контакт отрегулирован, после чего люк был закрыт повторно. Замечание устранилось. На время старта ситуация не повлияла.

3. Корабль был выведен на нерасчетную орбиту. В качестве расчетной орбиты выведения корабля «Восток» была выбрана орбита со следующими параметрами:

• максимальная высота –230 км;
• минимальная высота – 180 км;
• время существования – 2-7 суток (с учетом возможных разбросов параметров работы ступеней РН и флюктуаций плотности атмосферы).

Выбор таких параметров расчетной орбиты был обусловлен требованием иметь резервный вариант спуска за счет естественного торможения в атмосфере на случай отказа штатного варианта спуска с помощью ТДУ. Соответственно на борт были заложены запасы системы жизнеобеспечения (СОЖ) на 10 суток.

Однако, параметры фактической орбиты оказались следующими:

• максимальная высота – 327 км;
• минимальная высота – 181 км;
• время существования – 30 суток.

Корабль был выведен на нерасчетную орбиту по причине того, что в программу выведения 2‑ой ступени (блок Ц) был введен алгоритм (функционал), который должен был обеспечить такое регулирование скорости по траектории, чтобы время существования корабля на орбите с учетом фиксированной импульса третьей ступени было в пределах 2-7 суток.

В качестве резервного варианта предусматривалось выключение ДУ центрального блока РН по временной метке от системы управления (СУ) РН (с учетом возможных разбросов выведения временная метка была установлена через 15 сек. после номинального времени срабатывания функционала).

Во время работы центрального блока выключение ДУ от функционала не произошло, предположительно из-за электромагнитных помех, ДУ выключился по временной метке и орбита оказалась выше расчетной.

В результате этого резервный вариант спуска за счет естественного торможения в атмосфере не мог обеспечить безопасное возвращение космонавта.

4. Включение ТДУ для спуска прошло штатно в расчетное время ( «71 мин» цикла спуска №4 программно-временного устройства (ПВУ) «Гранит‑5В»), который включался по отделению корабля от третьей ступени РН.

Однако, выключение ТДУ прошло раньше расчетного времени по окончанию горючего на 41,5 сек. Скорость торможения составила 132 м/сек. вместо расчётных 136 м/сек.

Причиной преждевременного выключения ТДУ явилось неполное закрытие обратного клапана наддува бака горючего, в результате чего часть горючего поступала в вытеснительную емкость бака горючего и не могла быть использована двигателем.

5. После выключения ТДУ корабль начал вращаться вокруг трех осей. Максимальная скорость вращения достигла 30 град/сек. Поскольку из-за преждевременного выключения ТДУ главная команда на выключение ТДУ от интегратора не прошла, все клапаны ТДУ остались открытыми до 44 сек. (до прохождения резервной команды на выключение ТДУ), газ наддува и окислитель продолжали вытекать через основное сопло ТДУ и рулевые сопла, и при выключенной системе управления это истечение раскрутило корабль.

6. Разделение корабля прошло не по штатной команде цикла №6 ПВУ, а по термодатчикам.

Штатно разделение отсеков происходит по метке «10 сек.» цикла №6 ПВУ «Гранит‑5В», запускаемого от команды интегратора при наборе заданной скорости торможения (команда «ГК»). Поскольку команды ГК не было, цикл №6 не запустился и штатное разделение от цикла №6 не. прошло. Резервное разделение предусматривалось от специальных термодатчиков, установленных на внешней поверхности приборного отсека и корабль вошел в атмосферу неразделенным. Разделение отсеков прошло от термодатчиков через 10 мин. по достижению высоты 100 км (температура настройки термодатчиков 150 град. Цельсия).

На дальнейшие операции спуска СА это не повлияло. Осмотр СА после его доставки в ОКБ‑1 показал нормальное состояние его конструкции и тепловой защиты.

7. При разделении отсеков корабля перед входом в атмосферу не прошло отделение кабель-мачты СА–ПО.

Команда на отстрел кабель-мачты поступила от термодатчиков одновременно с командой на отстрел 4‑х стальных лент, соединяющих СА и ПО. Ленты отстрелились нормально, однако отстрел кабель-мачты не прошел и СА и ПО продолжали двигаться в верхних слоях атмосферы, связанные гибким жгутом кабелей до перегорания последнего в плотных слоях атмосферы. Цепи кабелей запитки пиропатронов отстрела кабель-мачты ошибочно были проложены через пироножи лент, которые перерубали кабели лент и кабели пиропатронов отстрела кабель-мачты до прохождения команды на пиропатроны гермоплаты, которая шла с задержкой по отношению к команде «Отстрел лент».

Такое явление было предсказуемым, так как оно имело место также при спуске беспилотных кораблей 3КА №1 и 3КА №2, предшествующих запуску Ю.А. Гагарина. Так как с запуском Ю.А. Гагарина очень спешили, а эта ситуация угрозы безопасности космонавта не вызывала, С.П. Королев запретил проводить какие-либо доработки системы разделения. Этот вариант разделения был записан в документацию как резервный.

Подобная ситуация имела место также при спуске Г.С. Титова, после чего, начиная с корабля «Восток №3» была изменена схема прокладки кабеля для команды отстрела кабель-мачты.

Совместный вход в плотные слои атмосферы СА и ПО, соединенных гибким кабелем, не создал угрозы безопасности космонавта. Кабель перегорел на высоте 60-70 км.

8. Посадка Ю. А. Гагарина произошла в нерасчетном районе на берегу Волги южнее г. Энгельс. Перелет относительно расчетной точки посадки составил 600 км.

Причиной перелета явился недобор скорости торможения на 4 м/сек. из-за преждевременного выключения ТДУ по команде «Окончание компонентов топлива».

Гагарин приземлился на территории Саратовской области, где он в свое время учился в индустриальном техникуме и осваивал лётное мастерство в аэроклубе г. Энгельс. В результате поисковая команда прибыла на место приземления с некоторым опозданием и первоначальную помощь Гагарину оказал местный отряд ПВО.

9. Во время спуска на парашюте Ю.А. Гагарин затратил около 6 мин. на открытие дыхательного клапана скафандра. Оказалось что, при одевании скафандра перед стартом вытяжной тросик открытия клапана попал под демаскирующую оболочку скафандра и дополнительно был прижат ремнем привязной системы.

10. Во время спуска на парашюте Ю.А. Гагарин, оценив обстановку, понял что предстоит посадка на воду в Волгу и принял решение сбросить неприкосновенный аварийный запас (НАЗ) весом 30 кг, прикрепленный на длинной стропе к привязной системе скафандра.. Вынув нож, закрепленный на скафандре, он обрезал стропу НАЗа и таким образом, увеличив дальность спуска на парашюте, совершил посадку на сушу.

11. При посадке у Ю.А.Гагарина самопроизвольно ввелся запасной парашют.

Через некоторое время после раскрытия основного парашюта из ранца вывалился запасной парашют космонавта и провалился вниз не раскрывшись. Затем от порыва ветра запасной парашют раскрылся полностью и с этого момента Ю.А. Гагарин спускался на 2‑х парашютах. Посадка на двух парашютах, не представляет никакой угрозы. Скорость при этом снижается в полтора раза. Причиной этого явилась неправильная настройка временного механизма ввода запасного парашюта.

Надежность кораблей «Восток» за счет принятых мер при его разработке, отработке при наземных и летных испытаниях оказалась достаточной для обеспечения безопасного полета человека.

Первый в мире полёт человека в космос завершился успешно. Дорога к звездам была открыта!!!