Первые в космосе. Шаг в неизвестность - Антон Первушин

Еще будучи в Германии и изучая трофейную технику, Сергей Королев понял, что на основе «V-2» можно создать более совершенную ракету с дальностью до 600 км. Установив, что немецкий двигатель поддается форсированию по тяге, конструктор предложил пять вариантов новой ракеты, один из которых был принят за основу.

Предполагалось, что ракета, получившая обозначение «Р-2», будет аналогична «V-2», но с удлинением цилиндрической части на 1,9 м, что давало возможность для значительного увеличения емкости баков. Несмотря на крайне сжатые сроки и высокую занятость специалистов, к концу 1946 года удалось подготовить полный комплект чертежей, пояснительную записку и даже изготовить три опытных образца «Р-2».

25 апреля 1947 года состоялась защита эскизного проекта ракеты «Р-2» на самом первом заседании ученого совета НИИ-88. Однако прямое копирование немецких решений не устраивало Сергея Королева. Кроме того, расчеты указывали, что удлиненная ракета будет просто разваливаться при возвращении в атмосферу. Ссылаясь на работы Константина Циолковского, главный конструктор предложил делать боеголовку ракеты отделяемой. Идея вела к другим доработкам, значительно изменяющим схему «Р-2» в сравнении с «V-2»: появилась возможность освободиться от защитной оболочки баков, сделав их несущими, а также упростить хвостовой отсек, убрав стабилизаторы.

Запуски первой серии ракет «Р-2» проходили на полигоне в октябре – декабре 1950 года. Было запущено двенадцать ракет: пять потерпели неудачу на активном участке траектории из-за отказов системы управления и двигательной установки, а у семи было отмечено разрушение головной части из-за перегрева на участке спуска. Принятые технические меры позволили увеличить надежность, и из тринадцати ракет «Р-2» второго этапа испытаний двенадцать достигли цели.

Благодаря внесенным усовершенствованиям ракета «Р-2» могла доставить на космическую высоту не только блок оборудования (как «V-2» или «Р-1»), но и герметичную капсулу с человеком внутри. Так, поздняя модификация «Р-2А» поднимала головную часть массой 860 кг на высоту 200 км, а шарообразная герметичная гондола знаменитого стратостата «СССР», рассчитанная на трех стратонавтов, весила всего-то 280 кг. При этом система отделения головной части позволяла осуществить эвакуацию гондолы на любом участке траектории. Такой вариант был вполне реален, но Королев всерьез не рассматривал его – прежде всего «Р-2» должна была стать оружием.

К исходу 1949 года рамки отдела № 3 НИИ-88 стали тесны для быстро растущего конструкторского коллектива под руководством Сергея Королева, и 30 апреля 1950 года вышел приказ о преобразовании его «фирмы» в Особое конструкторское бюро № 1 (ОКБ-1) по разработке ракет дальнего действия.

Тем временем на передний план вышла тема создания мощной межконтинентальной ракеты, способной донести атомный заряд до США. Однако необходима была и ракета, поражающая цели в оперативной глубине обороны противника. Такой ракетой стала одноступенчатое «изделие», получившее обозначение «Р-5». Она должна была иметь дальность полета, вдвое превышающую дальность предыдущего серийного изделия. И именно «Р-5» Сергей Королев всерьез рассматривал в качестве носителя для полета человека на околоземную орбиту.

Ракетные собаки

В марте 1947 года Сергей Королев принял важное решение – делать боеголовку ракет самостоятельным объектом, который отделяется от основной ракеты и по баллистической кривой добирается до цели. 25 апреля, выступая на пленарном заседании ученого совета НИИ-88, главный конструктор заявил:

«На следующих машинах мы столкнемся и уже столкнулись с гораздо большими трудностями, связанными с использованной схемой. По поводу нагрузок и возможного разрушения ракеты в полете можно отметить, что в работах Циолковского есть предложения по составной ракете. Я думаю, что будет дальнейшее развитие идеи Циолковского. <…> Мы работаем сейчас над машинами, скорость которых сравнима с космическими скоростями, и я могу сказать, что наш следующий этап работ требует какой-то составной схемы. В случае успеха такую схему можно будет применить для этой машины и увеличить ее дальность…»

Сначала инженерам казалось, что в «составной» схеме нет ничего сложного: двигатель выключается, головка отбрасывается пружиной или отстреливается пиропатроном. Но почти сразу проявились трудности: пока двигатель работает, головку не отделишь, двигатель как бы подпирает к ней снизу корпус ракеты; а после выключения двигателя отделять головку невыгодно, ведь ракета уже неуправляема, и головка может отклониться от курса. Отделять поэтому надо точно в момент выключения двигателя. Но в том-то и дело, что этого момента не существует! После отсечки топлива догорание в камере продолжается, тяга стремительно уменьшается, но совсем исчезает лишь через семь-десять секунд. Необходима математическая модель, но ее пока нет и, скорее всего, в ближайшее время не появится, потому что очень сложно описать формулами процесс догорания остатков топлива.

Сергей Королев, по своей привычке, решил не дожидаться появления теоретических соображений, а провести опытные отстрелы головки на «Р-1» – ко времени, когда начнутся испытания новой ракеты «Р-2», все вопросы будут решены. Так появилась ракета «Р-1А» – «единичка» с отделяющимся боевым зарядом или «Аннушка», как ласково окрестили ее на полигоне.

Отделяющаяся головная часть была нужна Королеву для ракеты «Р-2», но оказалось, что в ее испытаниях заинтересованы и кабинетные ученые, и в 1947 году началась дружба Сергея Павловича с академической наукой, что тоже было неизбежно. Ведь изучать атмосферу и космическое пространство должны были ученые, а не военные, думающие лишь о том, как побыстрее создать средство доставки ядерного заряда до городов потенциального противника. Фактически Королев вернулся к реализации своей главной мечты. Тяжелая и страшная эпоха заставила его заниматься военными ракетами, но идея полетов в космос, на Луну и Марс была жива, посему возвращение Королева в науку было предопределено.

Осенью 1947 года маленькая экспедиция физиков приехала на полигон Капустин Яр. Они выкопали и оборудовали «академическую» землянку, в которой аппаратура готовилась к полету. Первый старт ракеты «V-2» с научным оборудованием состоялся 2 ноября 1947 года и прошел успешно: ракета отклонилась всего лишь на 5 км от расчетной траектории. Сигналы регистрирующей аппаратуры «ФИАН» были приняты, раскодированы и проанализированы.

На следующий день, правда, случилась неприятность: стандартная «V-2», запущенная в рамках военных испытаний, ушла влево и стала вращаться вокруг продольной оси, потом у нее оборвались стабилизаторы, и ракета, воспламенившись, упала плашмя на землю. На расследование происшествие ушло время, поэтому второй полет «V-2» с аппаратурой «ФИАН» состоялся только 13 ноября, но вновь оказался успешен: ракета отклонилась от траектории на 80 м.

Круг интересов физиков тем временем расширялся, и, узнав о проекте ракеты «Р-1А» с отделяющейся головной частью, они пришли в восторг: теперь можно было точно измерить газовый состав и температуру верхних слоев атмосферы, не опасаясь «помехи» от выбросов продуктов горения.

Для проведения работ было выделено восемь трофейных ракет, которые полностью перебрали и произвели необходимые замены, в частности установили хвостовые отсеки собственной конструкции, а также механизм для отделения головной части. В итоге при том же диаметре корпуса ракета «Р-1А» стала на метр длиннее исходной «V-2».

Непосредственная подготовка ракеты «Р-1А» к летным испытаниям началась в январе 1949 года на временной испытательной площадке НИИ-88 в близлежащем лесу и закончилась 11 февраля. И 7 мая на полигоне Капустин Яр состоялся первый старт «Аннушки». После запуска возбужденный Королев тут же потребовал самолет и полетел в район цели, с воздуха увидел две воронки, уговорил летчиков посадить «Ли-2» и самолично осмотрел места падения ракеты и отделяемой головки. На следующий день он писал домой:

«Вчера был наш первый концерт, прошедший с весьма большим успехом. Это очень приятно и, надеюсь, знаменует успешное осуществление в жизни одного из очень важных этапов нашей работы».

Научные исследования проводились на «Аннушках» в течение семи лет – ракета оказалось очень удобной. С каждым годом они привлекали все больше экспериментаторов, особенно ищущую молодежь. Сергей Королев был очень доволен и самими запусками, и новыми задачами. С военными он связывал ближнюю перспективу, с учеными – дальнюю. И не ошибся.

После успешных испытаний ракет «Р-1А» по приказу Королева было составлено «Техническое задание на проведение работ по исследованию высоких слоев атмосферы», которое Сергей Павлович утвердил 28 августа 1950 года. В нем Королев сделал следующий логический шаг к пилотируемой космонавтике – он заявил о своей готовности начать медико-биологические эксперименты по изучению влияния больших (космических!) высот на живые организмы.