Космос. История авиации и космонавтики; авторская книга; начало пути во вселенную; обсуждение истории развития.

Космос

 из матералов книги "Кто подарил людям крылья? Начало пути во вселенную" ...

Первые шаги.

Фантазия и реальность

Мечта о проникновении в космос, стремление человека к звездам родились тысячелетия назад и нашли широкое отражение в фольклоре и литературе многих народов. Рассказы об этом встречаются в ассиро-вавилонском эпосе, в древнекитайских, иранских и древнегреческих легендах, в древнеиндийских поэмах и других творениях давнего прошлого. Уровень знаний тех времен отражался на воображаемых способах полета в космос героев эпоса. Например, известны мифы о полете вавилонского царя Этаны на орле за 3200 лет до нашей эры, о полете Александра Македонского на грифонах. Бессмертен греческий миф о полете к Солнцу Икара на крыльях из птичьих перьев, скрепленных воском. Полеты к Луне на корабле, унесенном бурей, а также на крыльях описал Лукиан Самосатский во II веке нашей эры. На дрессированных лебедях совершил полет герой романа Ф.Годвина «Человек на Луне», изданного в 1638 году. Помимо птиц, лошадей, искусственных крыльев, ураганов и извержений вулканов для полета в небесные дали фантазия людей особенно широко использовала мистические силы.

Более 300 лет назад появились первые сочинения, в которых впервые описывались фантастические машинные способы полета:

• французский писатель Сирано де Бержерак в сочинении «Путешествие на Луну» (1649 год), впервые описывает полет с помощью последовательно срабатывающих пороховых ракет;
•  английский поэт Джордж Байрон считал возможным достижение Луны при помощи паровой машины и описал этот способ в романе «Дон-Жуан» (1818—1824 годах);
• американский писатель Эдгар По в произведении «Необыкновенное приключение некоего Ганса Пфалля» (1835 год) описывает полет на Луну на воздушном шаре;
• французский писатель Александр Дюма (сын) в сочинении «Путешествие на Луну» (1865 год) рассказывает о веществе, отталкиваемом Землей;
• французский писатель Ашиль Эро в романе «Путешествие на Венеру» (1865 год) описывает ракетный аппарат;
• французский писатель Жюль Верн в известных романах «С Земли на Луну» (1865 г.) и «Вокруг Луны» (1870 г.) отправляет своих героев на Луну в пушечном ядре, снабженном ракетными двигателями для коррекции траектории, в романе «Пятьсот миллионов Бегумы» (1879 год) он высказывает идею создания искусственных спутников Земли с помощью ракет, выстреливаемых из пушки;
• американский писатель Э.Э.Хейл описывает обитаемый искусственный спутник Земли и использование его для практических нужд в произведении «Кирпичная Луна» (1869—1870 годы);
• французы Ж.Ле-Фор и А.Графиньи рассматривают давление солнечного света, отраженного неподвижным большим экраном на корабль, что обеспечило полет с Луны на Венеру и Меркурий героям произведения «Необыкновенные приключения русского ученого» (1889 —1896 годы);
• немецкий писатель Курт Лассвиц в романе «На двух планетах» (1897 год) пишет о веществе, придающем невесомость космическому кораблю;
• английский писатель Г.Уэллс в романе «Первые люди на Луне» (1901 год) использовал идею гравитационного экрана;
• русский писатель А.Богданов в сочинении «Красная звезда» (1908 год) для полета на Марс выбрал «минус-материю» в сочетании с реактивным двигателем, использующим энергию атомного распада вещества;
• русский писатель Б. Красногорский в романе «По волнам эфира» (1913 год) описывает полет к Луне и обратно на космическом корабле, снабженном большим экраном для использования давления солнечного света в качестве движущей силы;
• американские писатели А.Трен и Р.Вуд в романе «Вторая Луна» (1917 год) описывают «ракетный двигатель на ядерной энергии».

Есть немало свидетельств, что к идее космических полетов многих пионеров ракетной техники привело ознакомление с произведениями выдающихся фантастов. Так, в опубликованных материалах к автобиографии Р.Годдард писал, что в 1898 году он прочел сочинение Г.Уэллса «Война миров»: «Этот рассказ, а также последующий — Гаррета П.Сервиса «Покорение Эдисоном Марса» произвели на меня чрезвычайно сильное впечатление. Удивительно правдивая психология Уэллса заставила работать мое воображение, а выдвинутые здесь возможные пути и средства осуществления физических чудес заставили меня серьезно задуматься». На следующей странице Р.Годдард пишет, что с 1899 года он стал думать, как осуществить космический полет.

Критический анализ сочинений Ж. Верна привел Р. Эно-Пельтри к идее ракетного полета в космос. «Одиннадцатилетним мальчиком прочитал я зимой 1905 —1906 годов книги Жюля Верна «Из пушки на Луну» и «Вокруг Луны» — писал Г.Оберт— Я был захвачен идеей космического полета ...».

Пока мечты человечества о полетах в космос в фантазиях романистов опережали действительность, развивающаяся наука отвергла живую тяговую силу для полета ввысь, установила ограниченную протяженность атмосферы, а потому непригодность воздухоплавательных и авиационных средств для полета в космическое пространство, определила недостаточную эффективность пара, как движущего средства для космических кораблей и неприемлемость для этой цели пушек. Также отвергнутыми наукой оказались использованные авторами фантастических романов вулканические извержения для метания снаряда с пассажирами, использование мощных магнитов, пружин, центробежных машин, концентрированной «психической энергии», излучаемой человеческим мозгом. Что касается идеи полета человека в межпланетное пространство с помощью ракет, впервые освещенной в середине XVII века Сирано де Бержераком и повторенной в середине XIX века Ашилем Эро, а в какой-то мере и Жюлем Верном, то она оказалась единственно реальной и доступной на данном этапе развития науки и техники. А это использование в ракетах химической энергии и пороха, как у Сирано де Бержерака и Жюля Верна, или использование источника ядерной энергии для ракетного двигателя, как у А. Богданова и Артура Трена и Роберта Вуда. Верной оказалась и идея использовать прямое световое давление, впервые предложенная Б. Красногорским.

Все изложенное фантастами будоражило умы ученых. Так, Циолковский К.Э. говорил: «Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка, а за ними шествует точный расчет». Публикация в начале XX века теоретических работ пионеров космонавтики К.Э. Циолковского, Ф.А. Цандера, Ю.В. Кондратюка, Р.Х. Годдарда, Г. Гансвиндта, Р.Эно-Пельтри, Г. Оберта, В. Гомана в какой-то мере ограничивала полет фантазии, но в то же время вызвала к жизни новые направления в науке - появились попытки определить, что может дать космонавтика обществу и как она на него будет влиять. К.Э. Циолковский говорил: «Планета (Земля) есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели», но он не выдвигал альтернативы - либо Земля, либо космос. Циолковский никогда не считал выход в космос следствием какой-то безысходности жизни на Земле. Напротив, он говорил о рациональном преобразовании природы нашей планеты силой разума. Люди, утверждал ученый, «…изменят поверхность Земли, ее океаны, атмосферу, растения и самих себя. Будут управлять климатом и будут распоряжаться в пределах Солнечной системы, как на самой Земле, которая еще неопределенно долгое время будет оставаться жилищем человечества».

Хочется отметить, что какими бы гениальными небыли предсказания фантастов, они не возникли на пустом месте. Одни писатели изучали современные достижения науки и техники по общедоступным источникам, другие, имея доступ к архивам (иногда секретным) изучали разработки по первоисточникам, при чем, часто скрывая это…

Пища фантастов?

Пороховая ракета была известна много сотен лет назад, сначала в Греции и Китае, затем в Индии и Европе. По свидетельству древнеримского писателя Авла Геллия одно из первых «реактивных устройств» использовалось более 2000 лет назад, еще в 400 году до н. э., греческим философом-пифагорейцем Архитом Тарентским, заставлявшим деревянного голубя двигаться вдоль проволоки с помощью пара, перед глазами изумленных жителей своего города. Архит Тарентский использовал принцип «действие-противодействие», который был научно описан только в XVII веке. Однако, истоки возникновения ракет большинство историков относят ко временам китайской династии Хань (206 год до н. э.—220 н. э.), к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений. Как указывается в ряде китайских источников, в 969-970 годах  н. э. Юе Ифан и Фэн Ишень приготовили для императорских войск зажигательные стрелы, представлявшие собой обычную стрелу, к древку которой прикреплялась трубка, наполненная составом, аналогичным пороховому. Изобретение пороха стало основной предпосылкой возникновения настоящих ракет. Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. Трубку,  прикрепляемую к стреле, изготавливали из уплотненной бумаги или бамбука, ее заполняли горючим составом оставляя открытой только с заднего конца. Этот заряд поджигался и затем стрела выпускалась с помощью лука. Такие стрелы применялись в ряде случаев при осаде укреплений, против судов, кавалерии. Однако, некоторые источники указывают, что это был медленно горящий порох, негаснущий при полете стрелы и не создающий реактивной тяги, его назначение – только поджигание цели.

Позже, когда люди поняли, что направленная сила, возникающая при взрыве порохового заряда способна двигать различные предметы, были созданы  первые ракеты и пушки, затем мушкеты. Снаряды порохового оружия могли летать на далекие расстояния, однако они не были ракетами, поскольку не имели собственных запасов топлива.

В 1232 году в Китае были созданы ракетные установки для залпового огня и ракеты с дальностью полета до 9 км. 

Около 1250 года арабы использовали боевые пороховые ракеты против крестоносцев в 7-ом крестовом походе.

В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу, и в 1248 году английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон опубликовал труд по их применению.

В 1429 году во французской армии короля Карла VII были учреждены ракетные батареи. 

К 1500 году принадлежит легенда о неудачной попытке полета китайского изобретателя Ван Гу. Он соединил фермой два коробчатых воздушного змея и снабдил их сиденьем. В нижней части змеев были установлены 47 пороховых ракет, которые при старте одновременно должны были поджигать 47 человек. Ван Гу погиб при попытке осуществить полёт, в результате взрыва ракет (один из кратеров на обратной стороне Луны назван именем Ван Гу).

В XVI — XVII веках было опубликовано несколько трудов, освещавших вопросы ракетной техники, например в десятитомном труде итальянца  Ванноччо Бирингуччо «Пиротехния» (Pyrotechnia, от греч. — «огонь» и «искусство», «ремесло») написанном в 1530-1539 годы, в трудах Казимира Семеновича в 1650 году (по некоторым источникам родился в 1600 году на Витебщине - белорус), с описанием простых и составных, многоступенчатых ракет. На рисунке приводится многоступенчатая ракета Казимира Семеновича. Сам факт наличия рисунка поражает…

                        Известно, что ракеты применялись запорожскими казаками гетмана Рушинского в 1516 году в Украине под Белгородом в боевых действиях.

         В Индии в конце XVIII века ракетное оружие применялось весьма широко. Ракетные стрелы-снаряды, представлявшие собой трубки с зарядом горючего вещества, применялись индийцами в сражениях с британскими войсками.

         В начале XIX века армии многих стран приняли на вооружение ракеты различного предназначения. В это же время ученым разных стран удалось усовершенствовать ракеты, а некоторые пошли дальше, например - российский офицер Александр Засядко разрабатывал теорию ракет. Он, в частности, пытался рассчитать, сколько пороха необходимо для запуска ракеты на Луну. Большого успеха в совершенствовании ракет достиг российский генерал артиллерии Константин Константинов, английский полковник Конгрев разработал ряд пороховых снарядов, принятых затем на вооружение английской армии.

          Ракетная артиллерия широко применялась вплоть до конца XIX века. Ракеты были более легкими и подвижными, чем артиллерийские орудия. Точность и кучность ведения огня ракетами была небольшой, но сопоставимой с артиллерийскими орудиями того времени. Однако во второй половине XIX века появились нарезные артиллерийские орудия, обеспечивающие большую точность и кучность огня и ракетная артиллерия была всюду снята с вооружения. Сохранились лишь фейерверочные и сигнальные ракеты.

В труде И. Ньютона «Система мира» (в 1731 году) описано выведение тела с поверхности Земли на орбиту спутника Земли путем сообщения ему необходимой для этого скорости движения.

Первая теория движения ракет была предложена У. Муром (1810 —1813 годы), а более строгое ее изложение дано в учебнике П. Г. Тейта и У. Дж. Стила по динамике точки (Кембридж, 1856 год).

Известный проект пилотируемого ракетного летательного аппарата не в фантазиях романистов, а в научной разработке принадлежит ученому-революционеру Н. И. Кибальчичу (1881 год).

В 1893 году немецкий изобретатель Г. Гансвиндт предложил проект пассажирской пороховой ракеты для полета на планеты.

В конце XIX века стали предприниматься попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Тихомиров в 1894 год.

Теорией реактивного движения занимался Константин Циолковский. Он выдвигал идею об использовании ракет для космических полетов и утверждал, что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщений он спроектировал в 1903 году.

Немецкий ученый Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полета. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.

Американский ученый Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель и работающий прототип был создан к концу 1925 года. 16 марта 1926 года он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии. В СССР исследовательские работы вели Группа изучения реактивного движения (ГИРД, Москва) и Газодинамическая лаборатория (Ленинград). В 1933 году на их основе был создан Реактивный институт (РНИИ). В нем в том же году было завершено начатое еще в 1929 году создание принципиально нового оружия — реактивных снарядов, установка для запуска которых позднее получила ласковое имя «Катюша».

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество межпланетных сообщений (VfR). 14 марта 1931 года член VfR Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты. В VfR работал Вернер фон Браун, который с декабря 1932 года начал разработку ракетных двигателей. Созданный им двигатель был использован на опытной ракете А-2, успешно запущенной с острова Боркум 19 декабря 1934 года. После прихода нацистов к власти в Германии, были выделены огромные средства на разработку ракетного оружия и весной 1936 года была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, руководителем которого был назначен Вальтер Дорнбергер, а техническим директором - фон Браун. В нем была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полета 320 километров. Во время Второй мировой войны,

3 октября 1942 года, состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 году началось ее боевое применение под названием V-2 (ФАУ-2). Военное применение V-2 (на фото) показало огромные возможности ракетной техники и наиболее мощные послевоенные державы – США и СССР – ускорили разработку баллистических ракет.

 

 

 

 

Практическое освоение космоса.

Важно отметить, что все достижения в освоении космоса были напрямую связаны с политикой лидирующих держав направленной на создание новейшего вооружения. На эти цели ресурсов не жалели, что и создало возможность ученым (в большей мере СССР и США) реализовать многие свои идеи. Нужно подчеркнуть, что все первые практические достижения СССР и США основаны на трофейных знаниях и оружии Германии.

В 1957 году в СССР, под руководством Сергея Королева, как средство доставки ядерного оружия, была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 (стартовая масса 267 тонн, тяга I ступени 3904000 Н, II ступени - 912000 Н; топливо - керосин и жидкий кислород), которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полетов.

Началом космической эры считают 4 октября 1957 года, дату запуска первого в мире советского искусственного спутника Земли. В этот день двухступенчатая ракета-носитель «Спутник» - мирный вариант первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, совершившей первый успешный полет 21 августа 1957 года - впервые в истории вывела на околоземную орбиту с апогеем 947 километров искусственный спутник ПС-1 («простейший спутник») массой 83,6 килограммов. В его герметичном шарообразном корпусе (диаметром 58 сантиметров) помещался радиопередатчик и некоторые приборы. Передавая радиосигналы, ПС-1 за 92 суток 1400 раз облетел вокруг Земли, пролетев расстояние свыше 60 миллионов километров.

Запуск первого в мире искусственного спутника Земли стал эпохальным событием. В условиях «холодной войны» между СССР и США, американское правительство восприняло запуск первого в мире искусственного спутника Земли «уничтожающим ударом по престижу Соединенных Штатов». Президент США Джордж Кеннеди принял решение: «Наша страна должна взять на себя обязательство еще до истечения нынешнего десятилетия высадить человека на Луне».

3 ноября 1957 года в Советском Союзе состоялся запуск второго искусственного спутника Земли массой 508,3 килограмма. На борту его находилась научная аппаратура и живое существо - собака Лайка.  

Первым американским спутником стал запущенный 1 февраля 1958 года «Эксплорер» массой 4,6 килограмм. Третьей космической державой стала Франция, запустившая собственным ракето-носителем «Диамант» спутник «Астерикс» массой 42 килограмма (26.11.1965 года); четвертой - Япония (10.02.1970 года); пятой - Китай (24.04.1970 года); шестой - Великобритания (28.10.1971 года); седьмой – Индия (18.07.1980 года); восьмой – Израиль (19.09.1988 года). Сегодня многие другие страны приступили к освоению космоса. С 4.10.1957 года до 1.01.2000 года было выполнено 4480 запусков ракетоносителей, в космос выведено свыше 4430 космических аппаратов различного назначения 38 государств мира.

12 декабря 1959 года Генеральная Ассамблея ООН учредила комитет по использованию космического пространства в мирных целях. В 1967 году был подписан Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. В 1969 году запуском искусственного спутника Земли «Интеркосмос-1» началась международная программа космических исследований странами СЭВ (Содружества экономической взаимопомощи). В 1975 году было создано Европейское космическое агентство ЕКА (ЕSА), в которое к 2000 году вошло 14 государств.

 

Человек в космосе. Изучение Луны.

      Первая в мире автоматическая межпланетная станция «Луна-1» - «Мечта», была запущена 2 января 1959 года. Она впервые развила вторую космическую скорость, прошла в 6000 километрах от Луны и стала первым искусственным планетным телом Солнечной системы. «Луна-3» (4.10.1959 год) впервые сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны - так на карте Луны появились море Москвы, море Мечты, кратер Циолковский. Почти одновременно с исследованиями Луны советские станции начали исследования Венеры и Марса: 12.02.1961 года была запущена станция «Венера-1» (643 кг); 1.11.1962 года - станция «Марс-1» (893,5 кг). Спускаемый аппарат станции «Венера-3» 1.03.1966 года совершил посадку на поверхность Венеры. В 1962 году к изучению Венеры присоединились американцы (автоматическая станция «Маринер-2»).

12 апреля 1961 года в 9 часов 07 минут стартовавшая с космодрома Байконур трехступенчатая ракетоноситель «Восток» вывела на орбиту космический корабль «Восток-1» массой 4725 кг с первым космонавтом Земли Юрием Алексеевичем Гагариным. Во время полета Ю.А.Гагарин проводил научные исследования, наблюдал Землю с высоты 328 километров. Совершив виток вокруг Земли, «Восток-1» совершил благополучную посадку. Полет продолжался 108 минут...

Ввиду малой мощности американских ракетоносителей, первые полеты американских астронавтов - А.Шепарда (5.06.1961 года) и В. Гриссома (21.7.1961 года) были суборбитальными: корабли летели по баллистической траектории и находились в космосе до 15 минут. Первый орбитальный полет космического корабля «Меркурий-Френдшип-7» массой 1,4 тонн совершил 20 февраля 1962 года полковник Дж. Гленн.

Стартовавший 6 августа 1961 года корабль «Восток-2» с летчиком-космонавтом Г.С.Титовым в течение суток сделал 17 оборотов вокруг Земли.

В августе 1962 года был совершен первый групповой полет П.Р.Поповича и А.Г.Николаева на корабле «Восток-3» и «Восток-4».

«Восток-6» (июнь 1963 года) пилотировала первая в мире женщина-космонавт В.В.Терешкова.

18 марта 1965 года во время полета корабля «Восход-2» летчик-космонавт Алексей Архипович Леонов впервые вышел в открытый космос.

До 1962 года советская космическая программа не выделяла идею пилотируемого полета к Луне из общей программы исследований. Запуск 24 советских автоматических станций серии «Луна» и 8 станций «Зонд» позволил существенным образом углубить и расширить знания о природе Луны. «Луна-9» (3.02.1966 год) впервые осуществила мягкую посадку на лунную поверхность. Первыми живыми существами на борту станции «Зонд-5» в 1968 году облетели Луну черепахи. Образцы лунного грунта были доставлены на Землю станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» в 1970-76 годах. 17 ноября 1970 года к научной работе на поверхности Луны приступил управляемый с Земли самоходный аппарат «Луноход-1», проводивший в течение 300 суток подробные научные исследования лунной поверхности на расстоянии свыше 10,5 километров. 8 января 1973 года приступил к работе «Луноход-2», которым на протяжении 37 километров были проведены многочисленные эксперименты, получено свыше 20000 фотографий.

В США за 6 пилотируемыми полетами «Меркуриев» с 1964 года последовала серия запусков двухместных кораблей «Джемини» массой до 3,5 тонн. Американские астронавты осваивали полеты на околоземной орбите, совершили выход в открытый космос, отрабатывали сближение и стыковку с автоматической станцией «Аджена». В начале 60-х годов стартовали первые ракетоносители серии «Сатурн», разработанные специально для лунной программы США. Первый пилотируемый полет корабля «Аполлон» состоялся в октябре 1968 года. Первый удачный запуск американской автоматической станции «Рейнджер-7» к Луне состоялся в 1964 году. Нужно отметить, что стоимость космических разработок очень велика, так например США только в 1965 году затратили 5 миллиардов долларов.

В декабре 1968 года «Аполлон-8» облетел Луну. В ходе полетов кораблей «Аполлон-9» и «Аполлон-10» астронавты провели «генеральную репетицию» лунной экспедиции. Ракетоноситель «Сатурн-5» была самой мощной из американских: длина ее составляла 110 метров, стартовая масса 3000 тонн (из них 2840 тонн топлива); она выводила на околоземную орбиту груз до 140 тонн или 50 тонн на трассу полета к Луне. Космический корабль «Аполлон» имел длину 17,7 метров, массу 43,6 тонн и состоял из двигателя, баков с топливом, энергетических батарей и небольшого конусообразного спускаемого аппарата, в котором во время полета помещались 3 астронавта. К нему был пристыкован 2-местный лунный экспедиционный модуль (ЛЭМ) - аппарат для высадки экспедиции на Луну.

16 июля 1969 года американский экипаж «Аполлона-11»  в составе: Н.Армстронг,  Э. Олдрин  и М.Коллинз осуществил главную, на тот период, цель американской Лунной космической программы. Лунный модуль корабля («Орел») совершил посадку на Луну в районе Моря Спокойствия. Н.Армстронг и Э.Олдрин ступили на поверхность Луны.  Н.Армстронг, сделав первый шаг по Луне произнес: «Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для всего человечества».Астронавты провели на Луне 22 часа за различными исследованиями, установкой научных приборов, сбором образцов грунта и фото - телесъемкой. Затем «Орел» стартовал, состыковался на орбите с кораблем «Аполлон», где их ожидал М.Коллинз и благополучно возвратился на Землю.

За период с 16.7.1969 года по 7.12.1972 год США осуществили 6 благополучных экспедиций к Луне на кораблях «Аполлон 12 – 17» (во время полета «Аполлона-13» на его борту произошел взрыв энергетической установки и астронавты лишь чудом вернулись живыми). Во время полетов и на Луне астронавты провели многочисленные научные эксперименты и доставили на Землю около 400 килограммов лунного грунта. Из-за финансовых трудностей (программа обошлась США в 26 млрд. долларов) и войны во Вьетнаме количество полетов было сокращено и вскоре лунная программа была свернута.

Работы над советской лунной программой начались в 1964 году в 2 конструкторских бюро С.П.Королева и В.П.Глушко, одновременно разрабатывавших 3 различный проекта ракетоносителей: сверхмощный «Н-1», способный выводить на орбиту до 100 тонн полезного груза и широко применяемые в наши дни ракетоносители «Протон» и «Союз». Лунная программа, названная «Заря», во многом походила на американскую и предусматривала вначале беспилотный облет Луны, выполненный в 1968-70 годах космическим кораблем «Зонд», затем – пилотируемый облет и посадка на Луну одноместного спускаемого аппарата. Была полностью реализована часть программы, предусматривающая предварительные исследования Луны с помощью автоматических станций, созданы и испытаны все технические системы, в том числе лунный модуль, вездеход для космонавтов, лунный скафандр (на 20 кг легче американского). Приступил к тренировкам отряд космонавтов во главе с А.А.Леоновым. Однако смерть генерального конструктора С.П.Королева оборвали развитие многих космических программ, первой из которых стала лунная программа.

 

Изучение других планет

     60-е годы стали временем начала активного изучения планет Солнечной системы средствами космонавтики: до середины 80-х годов в СССР было запущено 58 автоматических станций. Подробные исследования строения, химического состава, динамики атмосферы и поверхности Венеры с картографированием, изучением химического состава и физико-механических свойств грунта были проведены серией из 16 станций «Венера» и 4 американскими станциями «Маринер» и «Пионер-Венера». Станция «Вега-1» и «Вега-2» (1986 год) доставили к Венере посадочные аппараты и аэростатные зонды, изучавшие ее атмосферу на высоте 54 километров до 46 часов, а затем вместе со станцией ЕСА «Джотто» и станции Японии «Суйсей» исследовали с пролетной траектории газопылевую оболочку и ядро кометы Галлея.

Марс исследовался 7 советскими станциями «Марс» и 4 американскими станциями «Маринер». Первую мягкую посадку на его поверхность совершил запущенный в 1971 году аппарат «Марс-2» (4650 килограмма), но не удалось провести эксперимент с управляемым с Земли марсоходом, из-за жестких параметров атмосферы. Наиболее интересные результаты дали экспедиции станции США «Викинг-1 и 2», проведенные в 1976 году. Марс - самая трудная для исследований планета (лишь 50 % запусков и экспериментов завершаются удачно, тогда как для всех других планет Солнечной системы эта величина составляет 90 %).

В 1973 году к Юпитеру и Сатурну были запущена станция США «Пионер-11», исследовавшая эти планеты затем в 1974 и 1979 годах, - это первый аппарат, покинувший пределы Солнечной системы.

В 1974-75 годах станция США «Маринер-10» исследовала Меркурий.

В 1977 году начался «Большой Тур» - программа исследований планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна станциями США «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Гонка вооружений, экономические трудности вынудили космические державы приостановить полеты на другие планеты. Возобновились беспилотные исследования Солнечной системы в конце 80-х годов. В 1989 году автоматическая станция США «Магеллан» выполнила картографирование Венеры, начатое станциями «Венера-15 и 16». В 1990 году для исследования полярных областей Солнца с пролетной траектории, запущена станция США «Улисс». Запущенная в 1995 году станция США «SONO» исследует Солнце в системе Солнце-Земля. Поверхность Луны исследовалась в 1994 году станциями США «Клементина» и в 1998 году – «Лунар Проспектор». К Марсу в 1988 году были запущены станции СССР «Фобос»; в 1992 году - США «Марс-Обсервер 2»; в 1996 году - России «Марс-96» - их полеты оказались неудачными, с потерей аппаратов вследствие аварий. В июле 1997 года на поверхности Марса работал посадочный аппарат станции США «Марс Пасфайндер»; на орбиту искусственного спутника выведен аппарат «Марс Глобал Сервейер»; в 1998 году запущена станция Японии «Нодзоми». Следующие запуски американских станций к Марсу были неудачными: в 1999 году при попытке посадки на поверхность Марса погибли спускаемые аппараты «Марс Клаймит Орбитер» и «Марс Поуле Лэндер». С 1990 года исследует Юпитер и его спутники станция США «Галилей», изучавшая с пролетной траектории астероиды Гаспра и Ида (в 1991-93 годах). В 1997 году запущена к Сатурну станция США «Гюйгенс» со спускаемым аппаратом «Кассини» для исследования атмосферы и поверхности, станция США «NEAR» исследовала астероид Эрос. Программы ЕSА «Евромун 2000» и SMART, США, России, Китая, Японии предусматривают новые исследования Луны, комет, астероидов и планет Солнечной системы. Например - программа KRAF США предусматривает подробные исследования кометных ядер. В России разработана программа исследования Плутона. Российско-германская станция «Интергелиос» будет изучать Солнце с круговой полярной околосолнечной орбиты с расстояния до 20 миллионов километров.

 

Создание орбитальных станций

   История создания орбитальных станций началась в 1971 году, когда ракета-носитель «Протон» вывела на орбиту станцию «Салют» (один из блоков корабля для пилотируемого облета Марса, намечавшегося С.П.Королевым на середину 70-х годов). Стоимость ракетоносителя «Протон» составляет около 5 миллиардов долларов, а запуск обходится в 20 миллионов долларов. Станция «Салют» имела массу около 18,9 тонн и состояла из рабочего отсека, в котором размещалась система жизнеобеспечения, пульт управления и научная аппаратура; переходного отсека, к которому пристыковывался корабль «Союз»; и агрегатного отсека с двигателями и запасами топлива. Энергоснабжение обеспечивали солнечные батареи площадью 42 м² и аккумуляторы. В жилых помещениях поддерживались нормальный состав, давление, температура и влажность атмосферы (американские астронавты дышат почти чистым кислородом при пониженном давлении).

Создание обитаемых орбитальных станций (ОС) было признано одним из приоритетных направлений советской космической программы. В 1973 году на орбиту был выведен «Салют-2» (он же ОС «Алмаз» оборонно-хозяйственного назначения), в 1974 году – «Салют-3» и «Салют-4», в 1975 году – «Салют-5». Самой известной станцией стала запущенная в 1977 году ОС «Салют-6», за 5 лет на ней проработало 27 космонавтов 16 экспедиций, в том числе международных (Чехословакии, Польши, ГДР, Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Кубы, Монголии и Румынии). В 1977-78 годах космонавты Ю.В. Романенко и Г.М.Гречко проработали на ней 96 суток; в 1980 году Л.И.Попов и В.В.Рюмин прожили на ней 185 суток. В апреле 1982 года на орбите появилась усовершенствованная станция «Салют-72, до 1986 года на ней проработало 10 экспедиций, 22 космонавта, включая представителей Франции и Индии.

С начала 80-х годов на орбиту выводятся не имеющие мировых аналогов тяжелые советские искусственные спутники Земли с ядерной энергетической установкой.

США имели одну ОС «Скайлэб», выведенную в космос в 1973 году. Космический корабль «Аполлон» доставили на нее 3 экспедиции из 3 астронавтов, наибольшая продолжительность полета составила 84 суток. В июле 1975 года состоялся совместный советско-американский полет кораблей «Союз-19» и «Аполлон» (программа ЭПАС) и в течение последующих 6 лет - до 1981 года ввода в строй многоразового транспортного космического корабля (МТКК) «Спейс Шаттл» («Космический Челнок») в США не было ни одного пилотируемого полета.

В 1986 году, в СССР началось строительство орбитальной станции «Мир» - базового блока для постройки многоцелевого, действующего свыше 12 лет, пилотируемого комплекса, в состав которого входили специализированные модули «Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа». Размеры станции «Мир» составляли 33 м², общая масса с двумя пристыкованными кораблями около 136,5 тонн (с МТКК «Дискавери» – 248 тонн). На станции «Мир» до 2000 года на протяжении 27 длительных экспедиций работали 103 космонавта. Угроза «звездных войн» (программа милитаризации космоса) со стороны США заставила создать в Советском Союзе не только орбитальный военный комплекс «Алмаз», но и спроектировать в 80-е годы военный вариант ОС «Мир», укомплектованный орбитальными истребителями с лазерным и ракетным вооружением.

Поставлен ряд рекордов по продолжительности полета: космонавт В.В.Поляков проработал на станции 438 суток (8.01.1994 – 22.03.1995); С.В.Авдеев проработал на ней в течении 3 полетов в общей сложности 748 суток. Из женщин самые длительные полеты совершили Е.Кондакова (169 суток) и Ш.Люсид (188 суток). Было совершено свыше 50 выходов в открытый космос общей продолжительностью свыше 250 часов. Одновременно с основными на станции работали 17 международных экипажей: Сирии, Болгарии, Афганистана, Франции, Японии, Великобритании, Австрии, Германии, ЕСА, США, Канады и других государств. Началось широкомасштабное совместное освоение космоса международным сообществом.

Из открытых источников известны общие данные: с 12.04.1961 года до 1.01.2000 года проведено 230 пилотируемых космических экспедиций, из них: 90 – СССР/РФ и 140 – США. Космический полет совершили свыше 393 человек: 91 советских/российских космонавтов, 247 американских, 55 – из 28 других государств, в том числе 36 женщин. Выполнено 169 выходов в открытый космос: 89 советскими/российскими и 80 – американскими космонавтами. А.Я. Соловьев во время 5 экспедиций на станции «Мир» совершил 16 выходов в открытый космос общей продолжительностью свыше 77 часов.

Примерная численность космонавтов: в отряде космонавтов NASA (США) 140 человека; в российском отряде – 45 космонавта; в отряде Европейского космического агентства (созданного в 1999 году) – 20 космонавтов (из Франции (5), Германии (5), Италии (5) и других стран); в отряде NASDA (Япония) – 8 астронавтов; в канадском CSA – 7 астронавтов; существует и китайский отряд космонавтов. В Республике Казахстан 4 космонавта, из нихподготовленых к полету, но не летавших в космос - два.

Многоразовые транспортные космические корабли

      Разработка МТКК началась почти одновременно в США и СССР в начале 60-х годов. Были разработаны различные модели ракетопланов и «орбитальных самолетов», некоторые из них: Х-15 и «Хотол» в США; «Буря» и «Спираль» в СССР были испытаны при полетах в верхних слоях атмосферы. Спуск с орбиты в автоматическом режиме совершил беспилотный аэрокосмический самолет «Бор-4» («Космос-1374», 1982 год) представленный на фотографии справа. Советский МТКК «Буран» и американский «Спейс Шаттл» внешне очень похожи друг на друга. Длина «челноков» составляет около 40 метров, они способны выводить на околоземные орбиты до 30 тонн полезного груза и находиться в космосе до 2 недель. Состав экипажа до 7 человек. Они стартуют в вертикальном положении (фотография слева), короткие крылья служат для посадки. Американский «Челнок» использует собственный двигатель, с подачей топлива из навесного бака и 2 навесных ускорителя с РДТТ. «Буран» должен был выводиться на орбиту ракетоносителем «Энергия», способным выводить на орбиту полезную нагрузку до 100 тонн. Однако «Буран» в космос не полетел, он выполнил один автоматический полет в верхних слоях атмосферы, который состоялся в 1987 году. США имели 4 МТКК, совершивших в общей сложности свыше 90 полетов в космос. МТКК, являлись дорогостоящими, неэкономичными и ненадежными космическими аппаратами в сравнении с одноразовыми ракетоносителями (советскими). В 2011 году США приняли решение закончить эксплуатацию МТКК.

Перспективы и проблемы

    В России близ Владивостока строится новый российский космодром Свободный. Разрабатываются новые реактивные двигатели, не имеющие мировых аналогов ядерные двигатели (для корабля марсианской экспедиции), ракетоносители нового поколения (до 30-31 тонн полезной нагрузки). Ведутся работы по доводке проекта многоцелевой авиационно-космической системы «МАКС», которая включает в себя самолет-носитель Ан-225 грузоподъемностью 275 тонн (или, в ближайшей перспективе двухфюзеляжный триплан «Геракл» грузоподъемностью 450 тонн) и воздушно-космический самолет с внешним топливным баком, с массой выводимой полезной нагрузки до 10 тонн (стоимость выведения ниже 750$ за 1 килограмм). Система может запускаться с любого крупного аэродрома.

Китай планирует совершенствование 4-местного пилотируемого корабля «Шенчжоу» («Волшебный корабль» массой 7,6 тонн, внешне напоминающего корабль «Союз») и ракетоноситель «Чанчжен–2F».

Франция продолжает совершенствование (модернизацию) ракетоносителя «Ариан-5» (полезная нагрузка до 20 тонн).

Новые ракетоносители и спутниковое оборудование разрабатываются ЕСА (Францией, Германией, Японией), США и Китаем - с полезной нагрузкой до 14 тонн.

Ряд коммерческих фирм в США планируют проведение «туристических» суборбитальных полетов в космос на борту малых МТКК нового поколения (стоимость билета 100000$). Подобные проекты разрабатываются и в России.

До 2020 года планируется разработать гибридные ракетные двигатели (жидкий кислород + твердое топливо), создать воздушно-космические самолеты - проекты Х-30 (США), «Хотол» (Великобритания), «Гермес» (Германия), тросовые системы и ударные пушки.

Вокруг Земли сейчас вращается свыше 7500 искусственных спутников Земли. По своему назначению они делятся на:

    1) Исследовательские спутники, специализированные и универсальные, служащие интересам различных наук. Геофизические спутники исследуют Землю и околоземное космическое пространство: верхние слои атмосферы и магнитосферу планеты. Астрофизические спутники исследуют Солнце, звезды, галактики и космическую среду. Биоспутники - служат для исследования воздействия космических условий (невесомость, радиация и т.д.) на живые организмы: в космосе побывали различные растения, собаки, обезьяны, кошки, мыши, черепахи, лягушки, рыбы, насекомые и другие животные.

    2) Спутники прикладного назначения служат для удовлетворения «земных» нужд человечества. В ряде случаев они несут исследовательскую аппаратуру. Метеорологические спутники предназначены для обеспечения службы погоды информацией о состоянии нижних слоев земной атмосферы (о температуре, скорости ветра, и т.д.) для предупреждения о грозах, ураганах, циклонах, облачности. Они снабжаются телекамерами и датчиками теплового излучения для наблюдений за ночным полушарием планеты. Системы из многих спутников обеспечивают обзор почти всей поверхности. Разновидностью метеорологических являются океанологические спутники, предназначенные для наблюдения за скоростью ветра, волнения, ледовой обстановки в Арктике, косяками рыб и т.д. Спутники для изучения природных ресурсов позволяют изучать детали наземного и подводного рельефа, горные породы, растительный покров и его изменения, состояние почв, прогнозировать урожаи, загрязнение океана, искать месторождения полезных ископаемых и т.д. Многочисленные спутники связи служат для трансляции теле- и радиопередач, международной и межконтинентальной телефонной, «сотовой» связи. Для осуществления передач необходимо, чтобы спутник был одновременно виден из пунктов передачи и приема. Навигационные спутники служат для точного определения географических координат судов и самолетов (GPS – США, ГЛОНАС - Россия). Спутниковая система КОСПАР-САРСАТ предназначена для оказания помощи кораблям, самолетам и отдельным группам людей, терпящим бедствие. Военные спутники предназначены для сбора разведданных и контроля за вооружениями.

Одной из насущных задач современной науки и техники, является нейтрализация или хотя бы снижение влияния, на экологию Земли и ближнего космоса, развития космонавтики:

    1. Засорение околоземного космического пространства фрагментами ракетно-космической техники. На 1990 год из 7200 искусственных спутников Земли лишь 5% были в рабочем состоянии. На околоземных орбитах скопилось свыше 60000 зарегистрированных объектов, из них 8000 имеют размеры свыше 10 сантиметров (отработанные верхние ступени ракетоносителей, разгонные блоки, элементы конструкций, утерянные космонавтами вещи - от перчаток и отверток до кинокамер) и сотни тысяч мелких объектов (от болтов и гаек до крошек, чешуек краски, частиц сгоревшего топлива, осколков взорвавшихся объектов). Общая масса космического мусора - от 3 до 5 миллионов килограммов, он образует вокруг Земли три кольца с максимальной концентрацией на высотах 875, 1500, 3600 километров.

В фантастических произведениях часто описываются случаи повреждения космических летательных аппаратов метеорными частицами. До сих пор в реальной жизни таких случаев не отмечено, но по меньшей мере 3 спутника были уничтожены и несколько повреждены космическим мусором. Например, - столкновение с болтом при относительной скорости 10 км/с то же, что при встрече с пушечным ядром на скорости 300 м/с. Мелкий предмет размерами 0,5 миллиметров пробьет скафандр, как пуля.

    Количество частиц мусора на орбитах увеличивается на 5% в год, катастрофические столкновения с космическими летательными аппаратами станут неизбежны. В результате исследований ученых установлено, что любой мощный выброс частиц приводит к засорению всего околоземного пространства ниже точки выброса. Теоретически возможен лавинообразный процесс вторичных столкновений. Со временем частицы постепенно снижаются, тормозятся и сгорают в атмосфере, а наиболее крупные падают на поверхность Земли, однако процесс «самоочистки» космоса затягивается на сотни и тысячи лет.

     2. Вредное воздействие продуктов сгорания ракетного топлива на атмосферу Земли. В состав этих веществ входят разные соединения - от безопасных Н₂О, СО, СО₂, Н₂, до вредных окислов азота, Hcl и Al₂O₃. К счастью, выбросы невелики, их концентрация быстро снижается до безопасного уровня. Сведения о повреждении озонового слоя стартующими ракетоносителями очень противоречивы: многие ученые отрицают влияние их запусков на состояние озонового слоя, другие считают, что каждый старт протыкает в ней «дыру» диаметром до 200 километров, затягивающуюся лишь 2 недели спустя. Наиболее опасны запуски ракетоносителей с ракетным двигателем на твердом топливе. Вопрос находится в стадии исследования. Прямых свидетельств о возрастании ультрафиолетовой облученности поверхности Земли в настоящее время нет, и если в целом количество озона в атмосфере уменьшается, то в нижних слоях тропосферы, где озон - загрязняющий газ-окислитель, усиливающий парниковый эффект - его концентрация растет.

Полеты космических летательных аппаратов в земной ионосфере сопровождаются различными эффектными, аномальными, световыми явлениями (вспышками, свечением и т. д.), которые часто люди принимают за НЛО (внеземного происхождения).

    3. Необходимость отчуждения участков поверхности Земли под районы падения отделяющихся частей ракетоносителей. При их запуске над сушей вдоль траектории полета на протяжении 800-2500 километров падают отработанные ступени и их фрагменты, некоторые от удара взрываются. Так, на территории Джезказганской области (Республика Казахстан) упало уже более 890 ступеней ракетоносителей, не считая обломков и осколков, что исключает или ограничивает хозяйственное использование земель, создает угрозу для биосферы. Выходом из ситуации является создание космодромов «приокеанского» базирования, сокращение числа запусков и применение многоразовых космических систем, снабженных устройствами для мягкой посадки.

Обеспечение экологической безопасности является одним из основных требований к новым транспортным космическим системам, наряду с высокой надежностью и экономичностью.

Неудачи

   История космонавтики знает не только победы. В нее навечно вписаны имена тех, кто не вышел на орбиту, кто не вернулся из полета:

- 24.10.1960 года, на космодроме Байконур (СССР, ныне Республика Казахстан) во время подготовки к пуску взорвалась баллистическая ракета Р-16 (почему-то прошла команда на включение двигателей 2-й ступени). Во взрыве и последовавшем пожаре погибло больше 100 человек, в том числе крупные военные и гражданские чиновники и многие конструктора;

- 23.03.1961 года во время наземных тренировок погиб В.В. Бондаренко;

- 27.01.1967 года во время наземных испытаний корабля «Аполлон» в кабине корабля случился пожар, погибли В.Гриссом, Э.Уайт, Р. Чаффи (задохнулись в дыму). Ракета и корабль не были заправлены, пиротехнические устройства не были установлены. Тщательное расследование не смогло установить причину пожара;

- погибли в процессе подготовки к полету в космос В.Щеглов, О.Кононенко, Л.Иванов, А.Щукин;

- 23.04.1967 года выведен на орбиту корабль «Союз-1», пилотируемый Владимиром Михайловичем Комаровым (его дублером был Гагарин). На следующий день планировался запуск «Союза-2» с тремя космонавтами, стыковка двух кораблей и переход двух космонавтов из «Союза-2» в «Союз-1». Вскоре из-за множества мелких неполадок решено было вернуть «Союз-1» с Комаровым на Землю 24 апреля. Однако последняя неисправность оказалась фатальной: во время посадки не раскрылся парашют, спускаемый аппарат и космонавт разбились;

- 27.03.1968 года при выполнении тренировочного полета на самолете погиб Юрий Алексеевич Гагарин;

-30.06.1971года погибли космонавты Г.Т.Добровольский, В.Н.Волков, В.И.Пацаев. Они составляли первую экспедицию посещения орбитальной станции «Салют», прожили на станции 24 дня.  Выполнив программу исследований и экспериментов, во время спуска на Землю на большой высоте произошло нештатное открытие клапана, выравнивающего давление между кабиной и окружающей атмосферой. Произошла разгерметизация спускаемого отсека корабля «Союз-11», космонавты в целях экономии места (корабль рассчитывался на два человека) были без скафандров;

- 28.01.1986 года на 73 секунде полета на высоте 14 километров, из-за неисправности твердотопливного ускорителя взорвался многоразовый транспортный космический корабль «Челленджер», погибли 7 астронавтов, в их числе женщины: исследователь Дж.Резник и учитель К.Маколифф (пассажир).

Как это работает или как устроена ракета?

    Ракета - это летательный аппарат, движущийся за счет реактивной силы, возникающей при выбрасывании газов из двигателя. Но на этом принципе летают и самолеты, которые называются реактивными (но не ракетными). В отличие от самолета, ракета несет в себе не только горючее, но и окислитель для его сжигания (кислород, фтор). Необязательно на борту иметь кислород в чистом виде. Он может находиться в соединении с другими элементами, например в виде азотной кислоты или пероксида водорода. Наличие на борту ракеты горючего и окислителя придаст ей необыкновенную возможность - полную независимость от высоты полета. У реактивных двигателей есть свой «потолок», выше которого они неспособны создавать необходимую силу тяги, так как в разреженном воздухе не хватает кислорода для сжигания горючего. А ракетные двигатели не имеют ограничений по высоте, так как для создания тяги используют окислитель, находящийся на борту ракеты. Современная космическая ракета представляет собой сложное сооружение, состоящее из тысяч деталей, каждая из которых выполняет предназначенную ей роль.

Сердцем космической ракеты является двигательная установка. Двигательная установка - это силовой агрегат, обеспечивающий разгон ракеты до заданной скорости, но ракете необходимо не только сообщить скорость, она должна во время полета управляться. Система управления космическим летательным аппаратом имеет свои «органы» восприятия окружающей среды. Наибольшее распространение получили системы, основанные на инерционных методах управления, т. е. на измерении линейных ускорений приборами, использующими свойство инерции материального тела (отсюда название «инерциальные»).

Современные системы управления способны выводить ракеты-носители на любые траектории и орбиты, приводить их точно к цели, осуществлять сближение и стыковку, производить посадку на небесные тела, управлять процессом возвращения к Земле, в том числе осуществлять беспилотную посадку крылатых кораблей. Если двигательная установка называется сердцем ракеты, то система управления - ее голова и нервы. Помимо двигательной установки и системы управления полетом, в состав ракеты входит полезный груз - то, ради чего и запускается ракета. Характер полезного груза может быть различным в зависимости от назначения ракеты.

Ракета-носитель стартует вертикально вверх. Вертикальный взлет упрощает проектирование и изготовление пусковой установки. Выбирая место старта, обычно учитывают несколько факторов: поблизости должны располагаться транспортные магистрали, по которым ракета или ее части доставляются к месту старта, но в то же время к космодрому должны прилегать «зоны отчуждения», куда могут падать, не принося вреда, отработанные ступени ракеты-носителя. Важны также энергетический и географический факторы. Известно, что при запуске в восточном направлении скорость ракеты-носителя складывается со скоростью вращения Земли, чем ближе космодром к экватору, тем экономичней вывод космического аппарата на орбиту.

В 1903 году К.Э.Циолковский установил зависимость конечной скорости, которую может достичь ракета, от массы находящегося на ее борту топлива и скорости истечения продуктов ее сгорания (газов) из ракетного двигателя. При приближенных расчетах он исходил из того, что сила тяжести и сопротивление воздушной среды отсутствуют. Найденную зависимость Циолковский выразил формулой:

V_к = u _* ln M₀/M_к,

где V_к - конечная скорость ракеты, т. е. та скорость, которую приобретает ракета после сгорания всего запасенного в ней топлива при условии разгона ее в «свободном» космическом пространстве, u - скорость истечения газов из ракетного двигателя, М₀ - начальная масса ракеты (стартовая масса), включающая массу конструкции, запаса топлива и полезного груза, М_к - конечная масса ракеты, т. е. масса ракеты после израсходования топлива.

Очевидно, что начальная масса ракеты равна: M₀=M_к + M_топл,

где М_топл - масса топлива. Отношение М_топл/M_R = Z называется числом Циолковского. Далее формула (1) примет такой вид:

V_r = u_*ln(M_к + M_топл)/M_к = u_*ln(1 + M_топл/M_к).

Чем больше сгорело топлива, тем больше конечная скорость ракеты. Конечную скорость ракеты V_к обычно называют характеристикой или идеальной скоростью, хотя в действительности она и не достигается. Для того, чтобы ракета смогла достичь возможно большей скорости полета, ее создатели должны стремиться сделать ракету как можно легче, чтобы возможно большая доля начальной массы приходилась на топливо и полезный груз. Для более точных расчетов необходимо учитывать коэффициенты сил притяжения и сопротивления воздушной среды.

У современных ракет относительная масса топлива достигает 90% ее начальной массы. Если 90% массы ракеты приходится на топливо, то это значит, что на все остальное, а именно на полезный груз, органы управления, двигатели, баки и все прочие элементы конструкции, приходится только 10% полной массы. Следовательно, оболочка ракеты должна быть очень легкой и вместе с тем достаточно прочной, чтобы выдержать возникающие в полете нагрузки. Нетрудно подсчитать максимально возможную скорость полета ракеты. Возьмем для примера отношение масс, равное десяти, при скорости истечения газов 3000 — 3500 м/с. Максимально достижимая скорость соответственно будет 8,5 и 10,35 км/с.

Сила тяги двигателя связана со скоростью истечения газов формулой:

F = u _* mc,

где F - сила тяги (Н), u - скорость истечения газов (м/с), mc - масса, расходуемая в единицу времени (секундный расход массы) (кг/с).

Увеличение скорости истечения газов и увеличение скорости расходования рабочего тела повышают силу тяги. Совершенство двигателя и эффективность его работы характеризуются удельным импульсом тяги I_УД. Удельный импульс тяги - величина, которая определяется отношением силы тяги к массе топлива, расходуемого в секунду ( в системе СИ):

I_УД = F_тяги/Р_с = м/с,

в технической системе единиц:

I_УД = F_тяги/Р_с = с.

Полученные секунды никак не связаны со временем работы ракетного двигателя.

Скорость истечения газов из сопла ракетного двигателя зависит от их температуры и молекулярной массы. Чем выше температура, тем больше скорость. Напротив, продукты сгорания должны иметь как можно меньшую молекулярную массу: с ее уменьшением скорость истечения возрастает. С этой точки зрения наилучшим горючим считают жидкий водород. Он обладает большой теплотой сгорания (обеспечивает высокую температуру продуктов сгорания) и самой низкой молекулярной массой из всех веществ на Земле.

Например, если скорость истечения газов взять равной 3500 м/с, тогда двигатель, в котором в каждую секунду сгорает, допустим, 100 кг топлива, разовьет силу тяги F = 100 кг/с х 3500 м/с - 350 000 Н. При этом удельный импульс тяги составит 3500 Н_*с/кг.

Сила тяги современных ракетных двигателей огромна (сотни и тысячи Ньютон), следовательно необходимы огромные запасы топлива. К.Э.Циолковский нашел простое, гениальное решение задачи - организовать полет так, чтобы уже в полете освобождаться от тех частей ракеты, которые стали ненужными. По идее Циолковского, ракета должна состоять из ряда связанных самостоятельных ракет. Этот ракетный поезд работает следующим образом. При взлете включаются двигатели самой мощной I ступени, которая уносит вес сооружения на большую высоту и сообщает ему большую скорость. Когда все топливо в этой ступени будет израсходовано, она сбрасывается и в то же время начинают работать двигатели II ступени, которые продолжают увеличивать скорость всего поезда, пока и во II ступени не кончится топливо. После этого она также отделяется и включается двигатель III ступени, который сообщает оставшейся части ракеты заданную скорость и выводит ее на расчетную высоту.

Для многоступенчатой ракеты формула Циолковского примет следующий вид:

V_n = n _* u _* ln(1+z), где n - число ступеней ракеты. Современная схема выведения искусственного спутника Земли на орбиту:

1 – пуск;

2 - отделение боковых блоков (первой ступени);

3 - сброс створок головного обтекателя;

4 - отделение центрального блока (второй ступени);

5 - сброс створок хвостового отсека;

6 - отделение третьей ступени;

7 — запуск двигательной установки четвертой ступени;

8 - выключение двигательной установки четвертой ступени, отделение спутника.

Если же учитывать действие сил тяжести и сопротивления воздуха, то окончательная формула для скорости, которую приобретет многоступенчатая ракета, будет: V_n = A _* n _* u _* ln(l + z).

Принято считать низкими орбиты со средней высотой, меньше 5875 километров. На этих орбитах спутники имеют периоды обращения вокруг Земли меньше 225 минут. Высокие орбиты — средняя высота больше 5875 километров. Переходные орбиты - это орбиты с высокими апогеем и низким перигеем для вывода объекта на геофункциональную орбиту. Идеальная геостационарная орбита имеет радиус 42164 километров (средняя высота — 35785 километров) и лежит в экваториальной плоскости. Полный оборот, находящийся на этой высоте, спутник совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды (1436 минут). Геосинхронная орбита в отличие от геостационарной может иметь любое наклонение.

На круговой орбите высотой в 200 километров время жизни неуправляемого спутника равно нескольким дням, а на орбите высотой 600 километров — от 25 до 30 лет. На высотах около 1000 километров — двум тысячелетиям.

Теги: история авиации и космонавтики; авторская книга; кто подарил людям крылья?; начало пути во вселенную; Валерий Стешенко; авиационный инженер; обсуждение истории развития; изучение биографии авиаторов; история авиации; вертолеты история.

Хронология важнейших событий

 Читатель может возмутиться: «Все события в освоении космоса человеком, важнейшие!», и будет прав. Однако хотелось бы напомнить, что основная цель книги популяризировать авиацию и космонавтику, довести широкому кругу читателей, особенно молодежи, исторические этапы в развитии этих отраслей науки и техники. Простое перечисление всех фактов и событий, однозначно важных, сделало бы эту книгу скучным и огромным справочником. Ниже приведена таблица, в которой объединены важнейшие события, определяющие дальнейший ход процесса изучения необъятного космоса.

Хронологическая таблица:

Дата	Страна, ученый	Событие
1902	Михаил Михайлович   Поморцев (Россия)	В работе «Динамика точки переменной   массы» и в вышедшей семью годами позже работе «Уравнения движения точки   переменной массы в общем случае», изложил основные уравнения ракетодинамики.
1903	Константин Эдуардович   Циолковский (Россия)	В классическом труде «Исследование   мировых пространств реактивными приборами» изложены основы теории   ракетно-космического полета, предложена ракета на жидких кислороде и водороде   и проч.
1912	Роберт Эно-Пельтри   (Франция)	В докладе «Соображения о результатах   безграничного уменьшения веса мотора» изложены теоретические основы полета к   небесным телам.
1918	Александр Игнатьевич   Шаргей (известен также как Юрий Васильевич Кондратюк)	В рукописной работе «Тем, кто будет   читать, чтобы строить» подробно описал 4-ступенчатую кислородно-водородную   ракету со всеми основными агрегатами, наиболее энергетически выгодную схему   полета к Луне и др. небесным телам, гравитационный маневр и мн. другое -   такое впечатление, что он описывал стартовавшую полвека спустя американскую   программу по высадке человека на Луну. По одной из версий его биографии, Шаргей   работал у фон Брауна вначале в Германии (с 1941 по 1945), затем в США.
1921	Роберт Годдард (США)	Испытал первый в мире   (кислородно-эфирный) жидкостный ракетный двигатель (в Германии в 1929 г.   Герман Оберт, в СССР в 1930 г. Валентин Петрович Глушко).
1923	Герман Оберт   (Румыния-Германия)	Классический труд по космонавтике –   «Ракета в межпланетное пространство» - выдержал множество переизданий и   переводов, послужил фундаментом для развития космонавтики в Европе.
1926, 16 марта	Роберт Годдард (США)	Первый успешный запуск ракеты с   жидкостным ракетным двигателем (ЖРД)   на высоту 12 м (первый в Европе - Иоганн Винклер, независимо от него Карл   Ридель - оба в Германии в 1931 г.; в СССР в 1933 г. Фридрих Артурович Цандер).
1930	Макс Валье (Германия)	Автомобили и дрезины с ЖРД тягой в   несколько десятков кг.
1935, 28 марта	Роберт Годдард (США)	Удачный пуск жидкостной ракеты с   гироскопическим стабилизатором.
1937, 1 мая	(Германия)	Официально открылся ракетный   исследовательский центр Пенемюнде (Penemunde) на Балтийском побережье   Германии и на острове Узедом в Балтийском море. Руководитель - генерал   Вальтер Дорнбергер. Первый ракетный центр - прототип космодрома.
1939, июнь	(Германия)	Полет реактивного самолета Heinkel   He-176 с ЖРД Вальтера (в СССР аналогичный самолет Би-1 поднялся в воздух в   1942г.).
1941, март	(СССР)	Успешные полигонные испытания «Катюши»   (БМ-12).
1941, 1 сентяб.	(Германия)	Испытательный полет ракетного самолета   Messerschmitt Me-163A конструкции Александра Липпиша. Самый удачный в истории   ракетный самолет, единственный, запущенный в массовое производство (было   изготовлено более 400 шт.).
1941, 2 октября	(Германия)	В одном из испытательных полетов Me-163   показал скорость свыше 1003 км/ч в горизонтальном полете на высоте 3000 м.
1941	(Германия)	Стендовые огневые испытания ракеты A-4   (более известной как V-2 или Фау-2), закончившиеся взрывом стенда (из-за   ошибки персонала).
1942, 3 октября	команда Вернера фон   Брауна (Германия)	Первый удачный запуск баллистической   ракеты А-4 массой около 13 тонн с ЖРД тягой 25 тс конструкции Вальтера Тилля,   на высоту 85 км и дальность 190 км. Эта ракета послужила непосредственным   прототипом большинства космических ракет XX века.
1943, 17 февраля	(Германия)	Экспериментальный запуск ракеты А-4 на   высоту (по некоторым данным) 192 км. Первое изделие, побывавшее в космосе.
1943, 17 августа	(Германия)	Массированный налет на Penemunde   американских бомбардировщиков. Погибло 735 человек, в том числе главный   конструктор двигателей Вальтер Тилль.
1944/45	(Германия)	Первое в истории массовое производство   и боевое применение летательных аппаратов с ЖРД: баллистических, зенитных,   противокорабельных и др. ракет и реактивных самолетов. Достижение   пилотируемым самолетом звукового барьера.
1945	(Германия)	Немецкие ракетные конструктора, в том   числе Вернер фон Браун и Вальтер Дорнбергер, добровольно сдались   англо-американским войскам. Вскоре они и еще сто двадцать пять ведущих   специалистов по ракетной технике вместе с самой техникой были вывезены в США.   За океан были вывезены также огромные научно-технические архивы III Райха.   Кое-что по мелочи досталось и другим странам-победителям (Англии, Франции и   СССР).
1947, 7 марта	(США)	С помощью фотоаппаратуры, установленной   на трофейной Фау-2, получены снимки поверхности Земли с высоты 160 км. Первая   съемка Земли из космоса.
1947, 14 октября	(США)	На авиабазе Muroc Dry Lake летчик   Чарльз Егер на ракетном самолете XS-1 (сбрасываемом с бомбардировщика B-29)   достиг скорости 1216 км/час, соответствующей 1,06 М.
1947, 18 октября	С.П.Королев (СССР)	Первый запуск Фау-2, собранной из   трофейных деталей, с полигона Капустин Яр (американцы вывезли целые ракеты и   запускали их с весны 1946 г. до осени 1951 г.). Достигнута высота 86 км и   дальность 274 км - штатные для этой ракеты.
1947, 2 ноября	С.П.Королев (СССР)	С полигона Капустин Яр запущена Фау-2 с   научными приборами для измерения космической радиации.
1948, 10 октября	С.П.Королев,   В.П.Глушко (СССР)	Первый полет баллистической ракеты Р-1   (полигон Капустин Яр) с двигателем РД-100 - советской серийной модификации   Фау-2, принятой затем на вооружение.
1949, 24 февраля	(США)	2-я ступень 2-х ступенчатой ракеты   Bumper (Фау-2 в качестве первой ступени и WAC-Corporal в качестве второй)   достигла высоты 393 км с полезным грузом 23 кГ.
1949, 14 июня	(США)	С полигона White Sands запущена ракета   Фау-2 с обезьяной на высоту 133 км. Обезьяна погибла. Во время запуска 12   декабря удалось вернуть обезьяну живой. Первые живые существа, побывавшие   на высоте свыше 100 км.
1950, 31 августа	(США)	С полигона White Sands запущена ракета   Фау-2 с двумя обезьянами и двумя мышами находившимися в отделяемом   контейнере.
1951, 22 июня	(СССР)	С этого запуска началась серия   медико-биологических экспериментов по изучению действия на живой организм   перегрузок во время ракетного полета.
1953, 28 ноября	(СССР)	В Германию отослали (отпустили)   последнюю группу немецких специалистов, работавших в секретном ракетном   институте на озере Селигер (американцы продолжали использовать немецких   специалистов в своих космических программах еще по меньшей мере 20 лет).
1953, 11 декабря	(США)	На авиабазе Edwards летчик Чарльз Егер   на ракетном самолете X-1A достиг скорости, соответствующей 2,3 M.
1955	(СССР)	Первый запуск баллистической ракеты   (Р-11) с подводной лодки.
1957, 15 мая	(СССР)	Запуск с полигона Тюратам (Казахстан)   межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. На 103-й секунде полета   автоматика отключила двигатели из-за пожара в хвостовом отсеке. Второй -   полностью удачный - пуск состоялся 21 августа.
1957, 1 сентяб.	С.А.Лавочкин,   Н.С.Черняков (СССР)	Запуск (частично удачный) с полигона   Владимировка крылатой ракеты «Буря», которая послужила прототипом   космического самолета-челнока
1957, 4 октября	С.П.Королев,   В.П.Глушко (СССР)	Запуск   первого искусственного спутника Земли   массой 83,6 кг с космодрома Байконур (так стал позже называться полигон   Тюратам) ракетой Р-7 (Спутник 8К71ПС). Перигей 228 км, апогей 947 км,   существовал на орбите до 4 января 1958 г. Первый рукотворный объект на   орбите Земли.
1957, 3 ноября	С.П.Королев,   В.П.Глушко (СССР)	Запуск второго искусственного спутника   Земли с космодрома Байконур ракетой Спутник 8К71ПС с массой полезного груза   508,3 кг. Перигей 225 км, апогей 1671 км, существовал на орбите около 160   суток. На борту находился контейнер с собакой Лайкой, а также приборы для   измерения коротковолновой солнечной радиации. По некоторым данным, собака   погибла на третьи сутки от перегрева контейнера. Первое живое существо на   орбите.
1958, 31 января   (1февраля)	Вернер фон Браун   (США)	С полигона (космодрома) Мыс Канаверал,   штат Флорида, ракетой Jupiter-C выведен на орбиту первый американский спутник   Explorer-1 массой 4,8 кг. Перигей 356 км, апогей 2548 км. Установленный на   борту счетчик Гейгера позволил определить границу внутреннего радиационного   пояса Земли.
1958, 15 мая	С.П.Королев,   В.П.Глушко (СССР)	Запуск искусственного спутника Земли - первой научной станции на орбите   массой 1327 кг (968 кг научной и измерительной аппаратуры) с космодрома   Байконур ракетой Р-7. Перигей 226 км, апогей 1881 км. На борту имелось 12   научных приборов для измерения давления и ионного состава атмосферы,   напряженности электростатического и магнитного полей, интенсивности   солнечного излучения, регистрации ударов микрометеоритов и проч.   Просуществовал до 6 апреля 1960 г.
1958, 11 октября	Вернер фон Браун   (США)	С космодрома Мыс Канаверал осуществлена   попытка запуска станции Pioneer-1B в сторону Луны (ракетой Thor Able-1).   Станция совершила суборбитальный полет, удалившись от Земли на 114 600 км   (примерно треть расстояния до Луны).
1959, 2 января	С.П.Королев,   В.П.Глушко (СССР)	С космодрома Байконур ракетой Восток-Л   8К72 в сторону Луны запущена станция Луна-1 массой 1472 кг (масса аппаратуры   361, 3 кг). 4 января она прошла в 5000-6000 км от поверхности Луны и стала первым   искусственным спутником Солнца (первой искусственной планетой массой 1472   кг) с перигеем 146,4 млн. км и апогеем 197,2 млн. км.
1959, 12 сентяб.	(СССР)	Запущена станция Луна-2, 14 сентября   она достигла поверхности Луны. Первое изделие человека на другом небесном   теле.
1959, 4 октября	(СССР)	Запущена станция Луна-3, 7 октября она   облетела Луну и сделала снимки краевой и обратной сторон Луны, которые затем   были переданы на Землю через фототелевизионную систему. Первые изображения   обратной стороны Луны
1960, 1 апреля	(США)	Первый (экспериментальный)   метеорологический спутник.
1960, 12 августа	(США)	Первый (экспериментальный)   навигационный спутник.
1960, 19 августа	(СССР)	Возвращение на Землю с орбиты   спускаемого аппарата (корабля Восток) с животными (в т.ч. двумя собаками -   Белкой и Стрелкой). Первое возвращение живых существ с орбиты.
1961, 12 февраля	(СССР)	Первая межпланетная станция, она же первая станция к Венере (Венера-1, пролет планеты   19-20 мая на расстоянии примерно 100 000 км), первый старт космического   аппарата с опорной орбиты.
1961, 12 апреля	(СССР)	Первый человек в космосе, он же первый на орбите - Юрий Алексеевич Гагарин на корабле   Восток-1 провел 108 минут (американцы: 5 мая 1961 г. суборбитальный полет   Alan Shepard, 20 февраля 1962 г. орбитальный полет John Glenn).
1961, 6-7 августа	(СССР)	Первый суточный полет (25 часов 11   минут), в течение которого космонавт Герман Степанович Титов спал, питался,   проводил медицинские опыты над самим собой и т.п. Была доказана принципиальная   возможность длительного пребывания и работы человека в космосе.
1962, 11-12 августа	(СССР)	Первый групповой полет двух пилотируемых кораблей. Корабли Восток-3 и Восток-4,   космонавты Андриян Григорьевич Николаев и Павел Романович Попович.
1962, 27 августа	(США)	К Венере запущена межпланетная станция   Маринер-2, которая 14 декабря прошла в 35 000 км от планеты, передав   информацию о магнитном поле и надоблачной атмосфере. Первое исследование   другой планеты с пролетной траектории.
1962, 1 ноября	(СССР)	К Марсу запущена межпланетная станция   Марс-1, которая 19 июня 1963 г. прошла в 197 000 км от планеты. Связь со   станцией поддерживалась до 21 марта 1963 г., когда аппарат удалился от Земли   на расстояние примерно 106 млн. км.
1963, 16 июня	(СССР)	Первая женщина в космосе - Валентина Владимировна Терешкова на Востоке-6.
1963, 26 июля	(США)	Первый спутник на синхронной орбите   (т.е. постоянно появляющийся над одной точкой на поверхности Земли в одно и   то же время).
1963, 1 ноября	(СССР)	Первый спутник, изменивший параметры   своей орбиты с помощью специализированной системы двигателей (первый   маневрирующий спутник) - Полет-1. Сменил орбиту 399 на 592 км на новую с   параметрами 343 на 1437 км.
1964, 30 января	(СССР)	Одна ракета-носитель впервые вывела два   спутника на разные орбиты (первый отделился на активном участке полета   ракеты).
1964, 19 августа	(США)	Первый спутник связи   на геостационарной орбите - Синком-3.
1964, 12 октября	(СССР)	Запуск корабля «Восход» с экипажем из   трех человек (Комаров - офицер и командир, Феоктистов - гражданский инженер,   Егоров - врач). Первый трехместный корабль, первый полет без скафандров.
1964, 28 ноября	(США)	Запуск к Марсу межпланетной станции   Маринер-4, которая 15 июля 1965 г. прошла на расстоянии 9600 км от планеты и   передала на Землю 21 черно-белое (6 бит) изображение ее поверхности с   разрешением 200 на 200 точек. На нескольких изображениях видны кратеры, напоминающие   лунные. Первое исследование Марса с пролетной траектории.
1965, 18 марта	(СССР)	Первый выход человека в открытый космос - космонавта Алексея Архиповича Леонова из корабля Восход-2.   Выход в автономном скафандре через шлюзовую камеру, свободное парение более   12 минут (был соединен с кораблем только страховочным фалом).
1965, 23 марта	(США)	Первый маневрирующий пилотируемый   корабль - Gemini-3 с астронавтами Virgil   Grissom и John Young.
1965, 16 ноября	(СССР)	Запуск межпланетной станции Венера-3,   спускаемый аппарат которой 1 марта 1966 г. совершил посадку на поверхность   Венеры. Первое изделие рук человеческих на другой планете.
1965, 4 декабря	(США)	Запуск корабля Gemini-7, в котором   астронавты Borman и Lowell провели на орбите около двух недель. Gemini   был кораблем со свободным объемом кабины всего 1,6 кубометра (как у   одноместного Востока).
1966, 31 января	(СССР)	Запуск станции Луна-9, которая 3   февраля совершила мягкую посадку на Луну в районе Океана Бурь и передала   панораму поверхности вокруг места посадки. Первая мягкая посадка аппарата   на другом небесном теле. Первая панорама поверхности другого небесного тела.
1966, 16 марта	(США)	Экипаж корабля Gemini-8 произвёл ручную   стыковку со спутником-мишенью Agena. Первая ручная стыковка в космосе с   беспилотным объектом.
1966, 31 марта	(СССР)	Запущена автоматическая станция   Луна-10, которая 3 апреля стала первым искусственным спутником Луны.
1966, 17 сентяб.	(СССР)	Первое (удачное) испытание системы   частично-орбитального бомбометания (Р-36орб) – т.е. запуск ракеты, выводящей   термоядерную боеголовку на орбиту, с которой затем она могла спуститься и   поразить цель в любой точке планеты. Система была принята на вооружение через   два года.
1967, 12 июня	(СССР)	Осуществлен запуск межпланетной станции   Венера-4, которая 18 октября достигла Венеры. Спускаемый аппарат станции   осуществил первый в истории плавный спуск в атмосфере другой планеты и ее   непосредственное изучение (до высоты 25 км).
1967, 30 октября	(СССР)	Первая автоматическая стыковка на   орбите Земли. Спутники Космос-186   и Космос-188 были состыкованы на несколько часов, затем расстыкованы.
1967, 9 ноября	(США)	Первый запуск лунной ракеты-носителя   команды Вернера фон Брауна Saturn-V (т.е. Сатурн-Фау, называмую также   Сатурн-5) стартовой массой около 3 000 т. Её старт был сравним со   стихийным бедствием: окружающие комплекс здания колебались, как при   землетрясении, ударная волна от двигателей первой ступени (суммарной тягой 3   400 тс) была зарегистрирована геологической обсерваторией в 1770 км от места   старта.
1968, 21 декабря	(США)	Ракета-носитель Saturn-V вывела на   траекторию полета к Луне космический корабль Apollo-8, пилотируемый   астронавтами Фрэнком Борманом, Джеймсом Ловеллом и Уильямом Андерсом. 24   декабря корабль вышел на орбиту вокруг Луны, затем стартовал к Земле. Первый   пилотируемый полет к Луне.
1969, 16 января	(СССР)	Первая стыковка двух пилотируемых кораблей: Союз-4 и Союз-5. Переход двух космонавтов (Елисеева и   Хрунова) через открытый космос в другой корабль.
1969, 16 июля	(США)	Запуск корабля Apollo-11 к Луне. 20   июля астронавты Armstrong и Aldrin совершили прилунение в Море Спокойствия и   провели там 21 час 36 минут. Впервые в истории люди побывали на другом   небесном теле.
1970, 17 августа	(СССР)	К Венере стартовала межпланетная   станция Венера-7. 15 декабря ее спускаемый аппарат совершил первую в   истории мягкую посадку на другую планету.
1970, 12 сентяб.	(СССР)	Запуск автоматической станции Луна-16,   которая 20 сентября совершила посадку в районе Моря Изобилия, произвела   бурение лунной поверхности и доставила 24 сентября на Землю образец грунта. Первая   операция по доставке грунта с другого небесного тела автоматическим   аппаратом.
1970, 10 ноября	(СССР)	Запуск станции Луна-17, 17 ноября   доставившей в район Моря Дождей самоходный аппарат Луноход-1 (управляемый   радиокомандами с Земли). Аппарат проводил исследования в течение 11 лунных   суток, пройдя расстояние 10,5 км. Первое исследование другого небесного тела   самоходным аппаратом.
1971, 19 апреля	(СССР)	Выведена на орбиту первая   долговременная орбитальная станция (ДОС) Салют.
1971, 28 мая	(СССР)	Запущена межпланетная станция Марс-3,   спускаемый аппарат которой 2 декабря совершил первую мягкую посадку на поверхность   Марса. Из-за сильнейшей пылевой бури не удалось получить панораму   поверхности в месте посадки.
1971, 30 мая	(США)	Запуск к Марсу межпланетной станции   Mariner-9. 13 ноября она стала первым искусственным спутником Марса   (почти впятеро более тяжелый Марс-2, запущенный 19 мая, вышел на орбиту Марса   через две недели). Эта гонка не привела к серьезным научным успехам, т.к. на   Марсе, пока работали станции, бушевала пыльная буря, полностью скрывшая   поверхность планеты (не было видно даже горы Олимп).
1972, 3 марта	(США)	Запущена межпланетная станция   Pioneer-10 (260 кг, из них 30 кГ научных приборов), которая 3 декабря 1973 г.   пролетела на расстоянии 130 300 км от Юпитера и передала на Землю 80 снимков   планеты и другую информацию. Первое исследования Юпитера с пролетной   траектории. 13 июня 1983 г. станция пересекла орбиту Нептуна - тогда   самой удаленной от Солнца планеты - и впервые покинула пределы Солнечной   системы.
1973, 6 апреля	(США)	Запуск межпланетной станции Pioneer-11   (аналогичной по конструкции с Pioneer-10), которая, совершив гравитационный   маневр у Юпитера, 1 сентября 1979 г. пролетела в 20,2 тыс. км от поверхности   Сатурна, передав снимки планеты, ее колец и спутника Титан. Первое   исследование Сатурна с пролетной траектории.
1973, 14 мая	(США)	Ракетой Saturn-V выведена на орбиту   американская долговременная орбитальная станция Skylab, оборудованная из бака   горючего третьей ступени лунного варианта этого носителя. На участке   выведения скоростным напором сорвало одну из двух панелей солнечных батарей и   часть защитной оболочки, вторая панель не открылась. Первой и частично второй   экспедициям пришлось заниматься сложными ремонтными работами (в основном в   открытом космосе). Первые масштабные ремонтные работы в космосе.
1973, 3 ноября	(США)	Запущена межпланетная станция   Mariner-10. Совершив гравитационный маневр у Венеры, она вышла на   гелиоцентрическую орбиту и 23 марта 1974 г. впервые пролетела в   непосредственной близости от планеты Меркурий (в 750 км). С интервалом   примерно в полгода прошло еще два сближения, во время которых производилось   фотографирование поверхности и осуществлялись другие исследования.
1974, 10 декабря	(США, Германия)	Американской РН запущена немецкая   межпланетная станция для исследования Солнца Helios-1. 15 марта она впервые   прошла свой перигей - в 46,5 млн. км от поверхности звезды (при этом   нагревалась примерно до 4000 С).
1975, 8 июня	(СССР)	На траекторию полета к Венере выведена   станция Венера-9. 22 октября она стала первым искусственным спутником   этой планеты, а ее спускаемый аппарат совершил мягкую посадку и передал первую   телевизионную панораму поверхности Венеры.
1975, 17 июля	(СССР-США)	Осуществлена стыковка на орбите   кораблей Союз-19 и Apollo (не смотря на превосходство Apollo в   размерах, свободный объем кабин у этих кораблей примерно одинаковый).
1975, 20 августа	(США)	В сторону Марса запущена межпланетная   станция Viking-1. 20 июля 1976 г. ее посадочный блок совершил мягкую посадку   и передал первую панораму поверхности Марса. Был также проведен ряд   экспериментов по поиску жизни в марсианской почве. Эксперименты не дали   однозначных результатов.
1976, 16 февраля	(СССР)	Запущен первый спутник-истребитель   (Космос-804), на втором витке перехвативший спутник-мишень (Космос-803).
1977, 20 августа	(США)	Осуществлен запуск межпланетной станции   Voyager-2, которая, пролетев в июле 1979г. около Юпитера, в августе 1981г.   около Сатурна, в январе 1986г. около Урана и в августе 1989г. около Нептуна,   провела комплексные исследования этих планет и большинства их спутников   (Юпитер и Сатурн незадолго до пролета Voyager-2 пролетал его близнец   Voyager-1). Для полета была использована специальная схема, при которой   станция разгоняется в гравитационном поле планеты, мимо которой она   пролетает.
1977, 29 сентяб.	(СССР)	На орбиту выведена ДОС нового   поколения Салют-6. Она имела, в числе прочего, два стыковочных узла,   телескоп с 1,5м зеркалом, замкнутый цикл регенерации воды, душевую кабину.   Для снабжения станции всем необходимым был разработан специальный   автоматический транспортный корабль, который служил одновременно орбитальным   буксиром. Станция просуществовала на орбите почти 5 лет, за это время на ней   отработали 16 экспедиций.
1978, 22 января	(СССР)	К станции Салют-6,   осуществляющей полет с космонавтами, пристыковался автоматический   транспортный корабль Прогресс-1.
1978, 2 марта	(СССР-ЧССР)	Стартовала первая   международная экспедиция на ДОС Салют-6: космонавты Александр Губарев   (СССР) и Владимир Ремек (Чехословацкая Социалистическая Республика).
1981, 12 апреля	(США)	С космодрома Cape   Canaveral состоялся первый полет многоразовой транспортной космической   системы Space Shuttle, которая вывела на орбиту корабль (космический   самолёт) OV-102 Columbia (в СССР первый полет подобной системы состоялся 15   ноября 1988 г.).
1981, 30 октября	(СССР)	Запущена АМС   Венера-13, спускаемый аппарат которой 1 марта 1982 г. совершил мягкую посадку   и впервые передал цветную панораму поверхности в районе посадки, а также   (впервые) исследовал образец грунта Венеры для определения его элементного   состава.
1982, 3 июня	(СССР)	С космодрома Капустин Яр выведен на   орбиту (беспилотный) прототип пилотируемого космического   самолета-истребителя (Бор-4).
1984, 15 и 24 декабря	(СССР)	Запуск межпланетных станций Вега-1 и 2,   которые, совершив гравитационный маневр у Венеры (оставив там спускаемые   аппараты и аэростатные атмосферные зонды), 6 и 9 марта 1986 г.   пролетели соответственно в 8900 км и 8000 км от ядра кометы Галлея, впервые   передали изображения ядра кометы и провели другие исследования.
1987, 15 мая	(СССР)	Испытательный полет универсальной   ракеты-носителя Энергия с габаритно-весовым макетом космического боевого   лазера.
1988, 15 ноября	(СССР)	Первый полет МТКС Энергия-Буран. Полет   беспилотный, посадка осуществлена в автоматическом режиме.
1988	(СССР)	Год в космосе: Владимир Титов и Муса Манаров провели год на станции Мир.
1991, 2 октября	Первый   космонавт Казахстана, (Казахская ССР), 256-й космонавт мира, 72-й (и   последний) космонавт СССР.	Стартовал в   космос Токтар Онгарбаевич Аубакиров вместе с Александром Волковым и австрийским   космонавтом Францем Фибеком в качестве космонавта-исследователя космического   корабля «Союз ТМ-13». В течение недели работал на борту орбитального комплекса   «Мир». Продолжительность пребывания в космосе составила 7 дней 22 часа 13   минут. 10 октября 1991 года возвратился на Землю.
1994, 4 ноября; 1998, 29 января;  2001, 28 апреля	Является 79-м   космонавтом СССР/России, 309-м космонавтом   мира.	Талгат   Амангельдиевич Мусабаев, совершил 1-й полет на КК «Союз ТМ-19»   продолжительностью 125 дней 22 часа 53 минуты, 2-й полет на КК «Союз ТМ-27»   продолжительностью 207 дней 12 часов 51 минуту, 3-й полет на КК «Союз ТМ-32»   (старт) и «Союз ТМ-31» (посадка) продолжительностью 7 дней 22 часа 4 минуты.   Общая продолжительность пребывания в космосе — 341 день 9 часов 48 минут.