Космическая программа «Восход»

Программа предназначалась для выполнения орбитальных полетов на многоместном космическом корабле «Восход» с целью проведения технических, научных и медицинских экспериментов. Программа осуществлялась в 1963-1966 годах. Выполнена была не полностью.

В Центре подготовки космонавтов проходила подготовка по программе «Восход» и подготовка к первому выходу человека в космос. В рамках программы был осуществлен старт космических кораблей «Восход» и «Восход-2». Экипаж многоместного космического корабля «Восход»(12-13 октября 1964года) состоял из командира корабля Комарова Владимира Михайловича, научного сотрудника ОКБ-1 Феоктистова Константина Петровича и врача Егорова Бориса Борисовича. В экипаж космического корабля «Восток-2», на котором был осуществлен первый выход в космос, входили командир корабля Беляев Павел Иванович и пилот Леонов Алексей Архипович. Для выхода в открытый космос, в НПО «Звезда» был создан специальный скафандр «Беркут». Тренировки выхода в открытый космос проводились в самолёте Ту-104. В салоне Ту-104 был установлен макет корабля «Восход-2» в натуральную величину. Тренировки проходили во время короткого состояния невесомости, которое возникало во время полёта по параболической траектории.

Космический корабль «Восход» - первый в мире многоместный пилотируемый космический корабль. Создан в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева в 1963-1964 годах на базе космического корабля «Восток». Корабль «Восход» имел три модификации: трехместный, двухместный со шлюзовой камерой для выхода космонавта в открытый космос и двухместный для длительного полета. «Восход» отличался от «Востока» наличием системы мягкой посадки, поэтому космонавты могли совершать посадку в спускаемом аппарате.

Первая модификация корабля - 3КВ - предназначалась для орбитального полета экипажа из трех космонавтов без скафандров. Было запущено два космических корабля этой модификации: беспилотный «Космос-47» и пилотируемый «Восход».

Вторая модификация - 3КД - отличалась от первой наличием системы жизнеобеспечения скафандров «Беркут» для двух космонавтов и шлюзовой камеры с системой шлюзования. Было запущено два корабля этой модификации: беспилотный «Космос-57» и пилотируемый «Восход-2».

18 марта 1965 года впервые в мире был осуществлен выход человека в открытое космическое пространство. Его совершил летчик-космонавт СССР Алексей Леонов во время полета на космическом корабле "Восход-2" (18-19 марта 1965 года), на котором он был вторым пилотом, а Павел Беляев – командиром.

Необходимость выполнения космонавтами внекорабельной деятельности как эффективного средства решения ряда важных задач во время пилотируемых космических полетов предвидел еще ученый Константин Циолковский, который уже в 1926 году приступил к обоснованию основных принципов создания скафандра, системы шлюзования и страховки, предназначенных для обеспечения работы человека в открытом космосе. Вскоре после полета Юрия Гагарина (1961) главным конструктором Сергеем Королевым было принято решение о начале подготовки к проведению операции выхода человека из кабины космического корабля в открытое космическое пространство.

Для выполнения этой задачи был доработан трехместный космический корабль "Восход". Его сделали в двухместном варианте. Это увеличивало свободный объем, облегчающий перемещение космонавтов в кабине при подготовке к выходу в открытый космос. Для выхода предназначалась шлюзовая камера "мягкого" типа, разворачиваемая в рабочее положение на орбите. Она имела цилиндрическую конструкцию и состояла из 36 надувных секций, разделенных на три изолированных друг от друга группы. Камера сохраняла свою форму даже в случае выхода из строя двух из них.

Шлюзовая камера соединялась с кабиной космонавтов герметичным люком. Также герметичным люком оборудовалась она и со стороны, обращенной в космическое пространство. Таким образом, космический корабль имел два герметичных объема, которые были разделены между собой и в то же время могли сообщаться друг с другом. Такая конструкция позволяла совершить выход за пределы корабля, не разгерметизируя кабину космонавтов.

Внутри шлюзовой камеры помещались два киноаппарата (для съемки процесса входа космонавта в нее и выхода), система освещения, пульт управления. Снаружи камеры был установлен киноаппарат для съемки находящегося в космическом пространстве космонавта, баллоны с запасом воздуха для наддува шлюзовой камеры и баллоны с аварийным запасом кислорода. Во время работ вне космического корабля космонавт снабжался кислородом от ранцевой автономной системы жизнеобеспечения.

Шлюзовая камера располагалась вне жесткого корпуса космического корабля. При выходе на орбиту она помещалась в свернутом виде под обтекателем корабля. Перед спуском на Землю основную часть камеры "отстреливали", и корабль входил в плотные слои атмосферы почти в обычном виде – имея лишь небольшой нарост в области входного люка. Если бы "отстрел" камеры по каким-нибудь причинам не состоялся, то экипажу пришлось бы вручную обрезать мешающую спуску на Землю шлюзовую камеру. Для этого им нужно было облачиться в скафандры и, разгерметизировав корабль, высунуться в люк.

Для выхода человека в открытый космос разработали специальный скафандр ("Беркут") мягкого типа. Он имел многослойную герметичную оболочку, с помощью которой внутри поддерживалось избыточное давление, обеспечивающее нормальную жизнедеятельность космонавта. Снаружи скафандр имел специальное покрытие белого цвета для предохранения человека от теплового воздействия солнечных лучей. Шлем скафандра имел двойное герметичное остекление и защитный фильтр, которые обеспечивали космонавту достаточный обзор и предохраняли глаза от воздействия солнечных лучей.

Этими скафандрами были снабжены оба члена экипажа, чтобы один из них мог при необходимости оказать помощь другому, вышедшему в космическое пространство.

Подготовку к полету основной (командир корабля Павел Беляев, второй пилот Алексей Леонов) и дублирующий экипажи начали в конце 1963 года. Космонавты отрабатывали все действия и возможные аварийные ситуации при выходе в открытый космос во время тренировок на наземных стендах, а также в условиях кратковременной невесомости на борту летящего по параболической траектории самолета.

18 марта 1965 года в 10 часов по московскому времени космический корабль "Восход-2" с космонавтами Павлом Беляевым и Алексеем Леоновым успешно стартовал с космодрома Байконур. Сразу же после подъема на орбиту, уже в конце первого витка, экипаж стал готовиться к выходу Леонова в открытый космос.

Беляев помог ему надеть на спину ранец индивидуальной системы жизнеобеспечения с запасом кислорода. Потом подключил его к скафандру.

Управление шлюзованием осуществлял командир корабля Беляев с пульта, установленного в кабине. При необходимости управлять основными операциями шлюзования мог и Леонов с пульта, установленного в шлюзовой камере.

Беляев наполнил камеру воздухом, и открыл люк, соединяющий кабину корабля с ней. После того, как Леонов "вплыл" в камеру и проверил герметичность скафандра, командир корабля закрыл люк и начал ее разгерметизацию.

В 11 часов 28 минут 13 секунд в начале второго витка полета была произведена полная разгерметизация шлюзовой камеры корабля. В 11 часов 32 минуты 54 секунды открылся ее люк, а в 11 часов 34 минуты 51 секунду Леонов вышел в космическое пространство. Его с кораблем связывал только фал длиной 5,35 метра, в составе которого был стальной трос и электрические провода для передачи на борт корабля данных медицинских наблюдений и технических измерений, а также осуществления телефонной связи с командиром корабля.

В открытом космосе Леонов совершил пять отходов и подходов от шлюзовой камеры, причем самый первый отход был сделан на минимальное расстояние – один метр – для ориентации в новых условиях, а остальные на полную длину фала. Все это время в скафандре поддерживалась "комнатная" температура, а его наружная поверхность разогревалась на солнце до +60°С и охлаждалась в тени до –100°С. Павел Беляев с помощью телекамеры и телеметрии следил за работой Леонова и был готов, если это потребуется, оказать необходимую ему помощь.

После выполнения ряда экспериментов Алексею Леонову поступила команда возвращаться, но сделать это оказалось непросто. Он не смог втиснуться в люк шлюза. В космическом вакууме скафандр сильно раздулся, не выдержали ни ребра жесткости, ни плотная ткань, а диаметр люка был небольшой. В обычном состоянии зазор между скафандром у каждого плеча Леонова и краем люка составлял всего 20 миллиметров. Космонавт сделал несколько безрезультатных попыток протиснуться в шлюз. Ситуация становилась критической, так как в его скафандре заканчивался запас кислорода, рассчитанный всего на 20 минут. Тогда Леонов, без согласования с Землей из-за нехватки времени, решил сбросить давление в скафандре до аварийного. В нормальных условиях это грозило закипанием азота в крови и к гибели человека. Но Леонов рассчитал, что кипение быть не должно. Он уже час дышал чистым кислородом, и к этому времени азот должен был "вымыться" из крови.

После сброса давления, скафандр уменьшился, и Леонов протиснулся в шлюз головой вперед вопреки инструкции, предписывающей заходить в него ногами. Это произошло в 11 часов 47 минут.

После закрытия внешнего люка, Леонову пришлось разворачиваться в шлюзовой камере, так как входить в корабль все равно нужно было ногами. Иначе войти в него он не смог бы из-за крышки люка, открывающейся внутрь, которая съедала 30% объема кабины. Развернуться в шлюзе было сложно, так как его внутренний диаметр составлял один метр, а ширина скафандра в плечах космонавта – 68 сантиметров. С большим трудом Леонов справился с этой задачей.

В 11 часов 51 минуту 54 секунды, начался наддув шлюзовой камеры. После ее заполнения Леонов перешел в кабину космического корабля. За время эксперимента он взмок, как будто на него вылили ушат воды – так велика была физическая нагрузка. Космонавт вспоминал, что для того, чтобы только сжать кисть руки в перчатке, ему требовалось усилие в 25 килограммов.

С помощью бортовой телевизионной системы процесс выхода Алексея Леонова в космическое пространство, его работа вне корабля и возвращение в него передавались на Землю и наблюдались сетью наземных пунктов.

После возвращения в космический корабль Леонова произошло "закислораживание" кабины. Причину этого выяснили специалисты, когда экипаж вернулся на Землю. Оказалось, что люк между кораблем и шлюзовой камерой не полностью закрылся, образовалась щель. Экипаж не мог это определить, так как датчик люка показывал его штатное закрытие. Система регенерации начала нагнетать давление, и кислород стал расти. Его стало так много, что при малейшей искре мог произойти взрыв. Только когда общее давление достигло большой величины, оно придавило люк. После этого рост давления прекратился, а затем оно стало падать. Состав воздушной смеси в корабле стал нормализовываться.

Когда ситуация стабилизировалась, космонавты смогли продолжить выполнять эксперименты, запланированные программой полета. Но на этом трудности у экипажа не закончились. Еще одна нештатная ситуация возникла у них при возвращении на Землю. Космонавты должны были осуществить посадку в автоматическом режиме на семнадцатом витке, но из-за отказа автоматики, вызванного "отстреливанием" шлюзовой камеры, пришлось уйти на следующий, восемнадцатый виток и садиться с использованием ручной системы управления. "Отстрел" камеры повлиял на автостабилизацию полета, вышла из строя система ориентации.

Это была первая посадка в ручном режиме. Ручную ориентацию корабля нужно было осуществлять по визуальному прибору-визиру "Взор", использование которого в таком режиме было затруднено. Из-за перекомпоновки кабины "Востока-2" изменили расположение прибора так, что, сидя в кресле командира экипажа, было невозможно оценить положение корабля по отношению к Земле. Проведя ориентацию корабля, командир экипажа должен был успеть вернуться в кресло, пристегнуть привязные ремни и включить тормозную двигательную установку. На все эти действия ушло некоторое время, что привело к изменению баллистики посадочной траектории в сторону перелета. В результате приземлились космонавты 19 марта далеко от расчетной точки посадки, в глухой заснеженной тайге, в 180 километрах северо-западнее Перми.

Нашли их не сразу, посадке вертолетов помешали высокие деревья. Спасатели на лыжах смогли добраться до них только на следующий день. Поэтому ночь космонавтам пришлось провести в креслах кабины спускаемого аппарата. Утеплились они за счет споротых кусков внутренней экранно-вакуумной теплоизолирующей обшивки кабины. Спасатели принесли с собой продукты, медикаменты, некоторые теплые вещи для экипажа. Космонавтам пришлось еще одну ночь провести в тайге, пока готовилась площадка для приема вертолета. Для ночевки спасатели построили бревенчатую избушку-шалаш, где оборудовали спальные места. 21 марта место для приема вертолета было расчищено, и в тот же день на борту Ми-4 космонавты прибыли в Пермь, откуда и сделали официальный доклад о завершении полета.

20 октября 1965 года Международная авиационная федерация (ФАИ) утвердила мировой рекорд продолжительности пребывания человека в космическом пространстве вне космического корабля 12 минут 09 секунд, и абсолютный рекорд максимальной высоты полета над поверхностью Земли космического корабля "Восход-2" – 497,7 километра.

На самом деле Алексей Леонов находился вне корабля в условиях космического пространства 23 минуты 41 секунду, но по положениям Международного спортивного кодекса чистое время пребывания человека в открытом космосе исчисляется с момента появления его из шлюзовой камеры (от обреза выходного люка корабля) до входа обратно в камеру.

ФАИ присудила Алексею Леонову высшую награду – Золотую медаль "Космос" за первый в истории человечества выход в открытое космическое пространство, летчику-космонавту СССР Павлу Беляеву были вручены диплом и медаль ФАИ.

Во время первого выхода в открытый космос была продемонстрирована принципиальная возможность пребывания и работы человека вне космического корабля и было показано, что при движениях в открытом космосе основное значение приобретает, прежде всего, зрительный анализатор, затем тактильная и мышечно-суставная рецепция.

 

Третья модификация (обозначалась тоже 3КВ) предназначалась для длительного полета (до 20 суток) экипажа из двух космонавтов без скафандров. Космический корабль «Восход» данной модификации был выведен на орбиту в беспилотном варианте в 1966 году под названием «Космос-110» с животными на борту. В пилотируемом режиме эта модификация корабля не запускалась.

Всего планировалось запустить 7 пилотируемых кораблей «Восход». Космический корабль «Восход-3» должен был совершить длительный полет с научной программой исследований, а впоследствии для этого полета планировались задачи военного значения. На последующих кораблях «Восход» предполагалось осуществить полет женского экипажа с первым в истории космонавтики выходом женщины в открытый космос, затем полет двухместного космического корабля с медицинской программой исследований, включавшей проведение хирургической операции в условиях космического полета над подопытным животным (кроликом). Планировалось также осуществить полет для испытаний в условиях открытого космоса средства передвижения космонавта, а также провести в космосе эксперимент по созданию искусственной силы тяжести путем закрутки космического корабля «Восход» с 3-й ступенью ракеты-носителя, соединенных тросом. Однако, в середине 1966 года программа «Восход» была закрыта, создание и изготовление кораблей прекращено. Подготовленный к старту пилотируемый космический корабль «Восход-3» так и не был запущен.

Космический корабль «Восход-2» (ЗКД)

 

1. приборно-агрегатный отсек; 2. спускаемый аппарат; 3. шлюзовая камера в наддутом состоянии;

4. камера для съемки выхода; 5. пневмоарматура наддува шлюзовой камеры; 6. дублирующая ТДУ

 

В связи с тем, что космический корабль «Восход» был многоместным, появилась возможность, кроме космонавтов ВВС, послать в космос представителей и других специальностей и профессий. Организации и предприятия, непосредственно занимавшиеся реализацией программы, отобрали собственных кандидатов для участия в полетах. Были отобраны инженеры из ОКБ-1, военные медики из НИИ авиационной и космической медицины и ЦПК, гражданские медики из ИМБП, а также научный сотрудник от АН СССР.

Основные результаты программы: осуществлен выход человека в открытый космос.

Космический корабль «Восход» выводился на орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз». Спасение космонавтов в случае аварии ракеты-носителя на стартовой позиции или на начальном участке выведения не предусматривалось. Данное обстоятельство было одной из причин закрытия этой программы.