Первые космические ракеты

Юрий Гагарин

День 12 апреля стал одним из самых знаменательных дней в нашей стране. Невозможно передать мощь народного ликования, гордости, поистине счастья, когда объявили о первом в мире полёте человека в космос. Юрий Гагарин стал не только национальным героем, ему рукоплескал весь мир. И потому 12 апреля 1961 года — день, триумфально вошедший в историю, стал Днём космонавтики. Американцы срочно попытались ответить на этот беспрецедентный шаг, чтобы разделить с нами космическую славу. Через месяц состоялся вылет Алана Шепарда, но на орбиту корабль не выходил, это был суборбитальный полёт по дуге, а орбитальный у США получился только в 1962-м.

Гагарин полетел в космос на космическом корабле «Восток». Это особая машина, в которой Королёв создал исключительно удачную, решающую множество всевозможных практических задач космическую платформу. Тогда же, в самом начале шестидесятых, разрабатывался не только пилотируемый вариант космического полёта, но был выполнен и проект фото-разведчика. «Восток» вообще имел множество модификаций — более сорока. И сегодня эксплуатируются спутники из серии «Бион» — это прямые потомки корабля, на котором совершён первый полёт человека в космос. В этом же 1961 году гораздо более сложная экспедиция была у Германа Титова, который целые сутки провёл в космосе. Соединённые Штаты смогли это достижение повторить только в 1963 году.

По стопам

«Венера-4» помогла нам узнать, что на этой планете двести семьдесят один градус в тени (ночная сторона Венеры), давление до двадцати атмосфер, а сама атмосфера — девяносто процентов углекислого газа. А ещё этот космический аппарат обнаружил водородную корону. «Венера-5» и «Венера-6» многое поведали нам о солнечном ветре (потоки плазмы) и его структуре вблизи планеты. «Венера-7» уточнила данные о температуре и давлении в атмосфере. Всё оказалось ещё сложнее: температура ближе к поверхности была 475 ± 20°C, а давление выше на порядок. На следующем космическом аппарате было переделано буквально всё, и через сто семнадцать суток «Венера-8» мягко привенерилась на дневной стороне планеты. На этой станции был фотометр и множество дополнительных приборов. Главное — была связь.

Оказалось, что освещение на ближайшей соседке почти не отличается от земного — как у нас в пасмурный день. Да там не просто пасмурно, погодка разгулялась по-настоящему. Картины увиденного аппаратурой просто ошеломили землян. Помимо этого, был исследован грунт и количество аммиака в атмосфере, измерена скорость ветра. А «Венера-9» и «Венера-10» смогли показать нам «соседку» по телевизору. Это первые в мире записи, переданные с другой планеты. А сами эти станции и теперь искусственные спутники Венеры. На эту планету последними летали «Венера-15» и «Венера-16», которые тоже стали спутниками, предварительно снабдив человечество абсолютно новыми и нужными знаниями. В 1985 году продолжением программы стали «Вега-1» и «Вега-2», которые изучали не только Венеру, но и комету Галлея. Следующий полёт планируется в 2024 году.

Модернизация

Ракета предельно модернизирована, здесь создана принципиально иная цифровая система управления, разработанная на новой отечественной элементной базе, с быстродействующей бортовой цифровой вычислительной машиной с гораздо большим объёмом оперативной памяти. Цифровая система управления обеспечивает ракету высокоточным выведением полезных нагрузок.

Кроме того, установлены двигатели, на которых усовершенствованы форсуночные головки первой и второй ступеней. Действует другая система телеизмерений. Таким образом повысилась точность выведения ракеты, её устойчивость и, разумеется, управляемость. Масса космической ракеты не увеличилась, а полезный выводимый груз стал больше на триста килограммов.

Ход занятия:

В.: Здравствуйте ребята.Отгадайте загадку:

Ни пера, ни крыла,

А быстрее орла.

Только выпустит хвост —

Понесется до звёзд…

Д.: (Ракета)

В.: Правильно ребята (показать картинку). Сегодня мы с вами поговорим о ракете и о первом космонавте.

А вы знали, что первую ракету в мире изобрел Константин Эдуардович Циолковский. (показать фотографию). Он каждую ночь смотрел в телескоп, и мечтал попасть к звездам. И однажды Константин Эдуардович задумал сконструировать такой летающий аппарат, который сможет долететь до них. И он изобрел ракету которая работала на топливе. При сгорании топлива образовывался газ, который толкал ракету вверх. Но, к сожалению, изготовить аппарат у него не вышло. И только через много лет, другой российский ученый Сергей Павлович Королев смог сконструировать и сделать первый космический спутник. Прежде чем отправить в космическое путешествие человека, наши ученые отправили в космос собак Белку и Стрелку. Это случилось 19 августа 1960 года. Они благополучно вернулись на землю. (покакать картинку).

В.: Скажите, а как называется площадка с которой стартует космический корабль?

Д.: Космодром.

В.: Правильно, космодром. (показать картинку).

А сейчас мы с вами проведем физминутку, называется она «Космодром»:

Всё готово для полёта, (поднять руки вперёд, затем вверх.)

Ждут ракеты всех ребят. (соединить пальцы над головой, изображая ракету.)

Мало времени для взлёта, (марш на месте.)

Космонавты встали в ряд. (встать прыжком – ноги врозь, руки на пояс.)

Поклонились вправо, влево (наклоны в стороны.)

Отдадим земной поклон. (наклоны вперёд.)

Вот ракета полетела. (прыжки на двух ногах)

Опустел наш космодром. (присесть на корточки, затем подняться.)

В.: Скажите, а как называется человек, который управляет космическим кораблем?

Д.: Космонавт (Показать картинку)

В.: У космонавта есть специальный защитный костюм — скафандр (показать картинку). Он защищает человека от космического холода, слепящего Солнца и перепадов давления. Устроен скафандр очень сложно, и над его созданием конструкторам пришлось много трудиться. Плотные слои ткани, из которой сделан скафандр, предотвращают утечку воздуха. Светлая ткань и металлизированная плёнка защищают от перегрева или переохлаждения.

В.: А кто может мне сказать, как звали первого человека который полетел в космос?

Д.: Гагарин Ю. А.

В.: Молодцы, правильно. Первым российским космонавтом был Юрий Алексеевич Гагарин. (показать фото). Старт корабля «Восток» был произведён 12 апреля 1961 года в 9.07 по московскому времени с космодрома Байконур, с пилотом-космонавтом Юрием Алексеевичем Гагариным на борту.И он сказал: «ПОЕХАЛИ», и эта фраза стала крылатой во всем мире.

Полет Юрия Гагарина длился 108 минут,его корабль выполнил один оборот вокруг Земли и в 10:55 завершил полет. Корабль передвигался со скоростью 28 260 км/ч на высоте 327 км.

Юрий Гагарин принес славу нашей Родине. Мы с вами, дорогие ребята, можем гордиться им.

Быть космонавтом – это очень трудно, надо быть смелым, настойчивым, решительным, отзывчивым, добрым надо много знать, тогда тебя будут уважать и ценить.

И в заключении нашего занятия,я прочту вам стихотворение:

В космической ракете

С названием «Восток»

Он первым на планете

Подняться к звездам смог.

Поет об этом песни

Весенняя капель:

Навеки будут вместе

Гагарин и апрель.

Вопросы:

• Как называется летающий аппарат на котором можно полететь в космос?

• Кто первый сконструировал ракету?

• Как называется одежда космонавта?

• Как звали первого космонавта, который полетел в космос?

«Венера»

В 1966 году СССР начал межпланетные перелёты. Космический корабль «Венера-3» совершил жёсткую посадку на соседнюю планету и доставил туда глобус Земли и вымпел СССР. В 1975-м «Венере-9» удалось совершить мягкую посадку и передать изображение поверхности планеты. А «Венера-13» сделала цветные панорамные снимки и звукозапись. Серия АМС (автоматические межпланетные станции) для изучения Венеры, а также окружающего космического пространства продолжает совершенствоваться и сейчас. На Венере условия жёсткие, а достоверной информации о них практически не было, разработчики ничего не знали ни о давлении, ни о температуре на поверхности планеты, всё это, естественно, осложняло исследование.

Первые серии спускаемых аппаратов даже плавать умели — на всякий случай. Тем не менее поначалу полёты удачными не были, зато впоследствии СССР настолько преуспел в венерианских странствиях, что эту планету стали называть русской. «Венера-1» — первый из космических аппаратов в истории человечества, предназначенный для полёта на другие планеты и их исследования. Был запущен в 1961 году, через неделю потерялась связь от перегрева датчика. Станция стала неуправляемой и смогла сделать только первый в мире пролёт вблизи Венеры (на расстоянии около ста тысяч километров).

«Спутник» и «Луна»

В 1957 году первая космическая ракета — та самая Р-7 — вывела на орбиту искусственный «Спутник-1». США чуть позже решили повторить такой запуск. Однако в первую попытку их космическая ракета в космосе не побывала, она взорвалась на старте — даже в прямом эфире. «Авангард» был сконструирован чисто американской командой, и он не оправдал надежд. Тогда проектом занялся Вернер фон Браун, и в феврале 1958 года старт космической ракеты удался. А в СССР тем временем модернизировали Р-7 — к ней была добавлена третья ступень. В результате скорость космической ракеты стала совсем другой — была достигнута вторая космическая, благодаря которой появилась возможность покидать орбиту Земли. Ещё несколько лет серия Р-7 модернизировалась и совершенствовалась. Менялись двигатели космических ракет, много экспериментировали с третьей ступенью. Следующие попытки были удачными. Скорость космической ракеты позволяла не просто покинуть орбиту Земли, но и задуматься об изучении других планет Солнечной системы.

Но сначала внимание человечества было практически полностью приковано к естественному спутнику Земли — Луне. В 1959 году к ней вылетела советская космическая станция «Луна-1», которая должна была совершить жёсткую посадку на лунной поверхности

Однако аппарат из-за недостаточно точных расчётов прошёл несколько мимо (в шести тысячах километров) и устремился к Солнцу, где и пристроился на орбиту. Так у нашего светила появился первый собственный искусственный спутник — случайный подарок. Но наш естественный спутник недолго находился в одиночестве, и в этом же 1959-м к нему прилетела «Луна-2», выполнив свою задачу абсолютно правильно. Через месяц «Луна-3» доставила нам фотографии обратной стороны нашего ночного светила. А в 1966-м прямо в Океане Бурь мягко приземлилась «Луна-9», и мы получили панорамные виды лунной поверхности. Лунная программа продолжалась ещё долго, до той поры, когда американские космонавты на ней высадились.

Первые

Первой в удачном запуске ушла из СССР космическая ракета-носитель с искусственным спутником на борту 4 октября 1957 года. Спутник ПС-1 удалось вывести на околоземную орбиту. Нужно отметить, что для этого понадобилось создать шесть поколений, и только седьмого поколения космические ракеты России смогли развить нужную для выхода в околоземное пространство скорость — восемь километров в секунду. Иначе невозможно преодолеть притяжение Земли.

Это стало возможным в процессе разработок баллистического оружия дальнего радиуса, где применялось форсирование двигателя. Не следует путать: космическая ракета и космический корабль — это разные вещи. Ракета — средство доставки, а корабль крепится на неё. Вместо него там может быть что угодно — космическая ракета может нести на себе и спутник, и оборудование, и ядерную боеголовку, что всегда служило и до сих пор служит сдерживанием для ядерных держав и стимулом к сохранению мира.

«Восток»

Для космонавтов на всех кораблях «Восток» было предусмотрено катапультное кресло. Это было мудрым решением, поскольку одно-единственное устройство выполняло задачи и на старте (аварийное спасение экипажа), и мягкую посадку спускаемого аппарата. Конструкторы сосредоточили усилия на разработке одного устройства, а не двух. Это уменьшало технический риск, в авиации система катапульт в то время уже была отлично отработана. С другой стороны, огромный выигрыш во времени, чем если проектировать принципиально новое устройство. Ведь космическая гонка продолжалась, и её выигрывал с довольно большим отрывом СССР.

Таким же образом приземлился и Титов. Ему повезло опуститься на парашюте около железной дороги, по которой ехал поезд, и его немедленно сфотографировали журналисты. Система посадки, которая стала самой надёжной и мягкой, разработана в 1965 году, в ней используется гамма-высотомер. Она служит и до сих пор. В США этой технологии не было, именно поэтому все их спускаемые аппараты, даже новые Dragon SpaceX не приземляются, а приводняются. Только шаттлы являются исключением. А в 1962 году СССР уже начал групповые полёты на космических кораблях «Восток-3» и «Восток-4». В 1963 году отряд советских космонавтов пополнился первой женщиной — Валентина Терешкова побывала в космосе, став первой в мире. Тогда же Валерий Быковский поставил не побитый до сих пор рекорд длительности одиночного полёта — он пробыл в космосе пять суток. В 1964 году появился многоместный корабль «Восход», США и тут отстали на целый год. А в 1965-м Алексей Леонов вышел в открытый космос!

Кое-что о космической ракете

Поскольку параметры и технические характеристики у всех ракет отличаются друг от друга, рассмотрим ракету-носитель нового поколения, например «Союз-2.1А». Она является трёхступенчатой ракетой среднего класса, модифицированным вариантом «Союза-У», который весьма успешно эксплуатируется с 1973 года.

Данная ракета-носитель предназначена для того, чтобы обеспечить запуск космических аппаратов. Последние могут иметь военное, народнохозяйственное и социальное назначение. Эта ракета может выводить их на разные типы орбит — геостационарные, геопереходные, солнечно-синхронные, высокоэллиптические, средние, низкие.

История

Первыми теоретически обосновали запуск космической ракеты русские учёные Мещерский и Циолковский, которые уже в 1897 году описали теорию её полёта. Значительно позже эту идею подхватили Оберт и фон Браун из Германии и Годдард из США. Именно в этих трёх странах началась работа над задачами реактивного движения, создания твёрдотопливных и жидкостных реактивных двигателей. Лучше всех эти вопросы решались в России, по крайней мере твёрдотопливные двигатели уже широко использовались во Второй мировой войне («Катюши»). Жидкостные реактивные двигатели лучше получились в Германии, создавшей первую баллистическую ракету — «Фау-2».

После войны команда Вернера фон Брауна, прихватив чертежи и разработки, нашла приют в США, а СССР вынужден был довольствоваться небольшим количеством отдельных узлов ракеты без какой бы то ни было сопроводительной документации. Остальное придумали сами. Ракетная техника развивалась стремительно, всё более увеличивая дальность и массу несомого груза. В 1954 году началась работа над проектом, благодаря которому СССР смог первым осуществить полет космической ракеты. Это была межконтинентальная двухступенчатая баллистическая ракета Р-7, которую вскоре модернизировали для космоса. Она получилась на славу — исключительно надёжная, обеспечившая множество рекордов в освоении космического пространства. В модернизированном виде её используют до сих пор.

Технические характеристики

Первая и вторая ступени ракеты-носителя оснащены жидкостными ракетными двигателями РД-107А и РД-108А от НПО «Энергомаш» имени академика Глушко, а на третьей ступени установлен четырёхкамерный РД-0110 от КБ «Химавтоматики». Ракетным топливом служат жидкий кислород, являющийся экологически чистым окислителем, а также слаботоксичное горючее — керосин. Длина ракеты — 46,3 метра, масса на старте — 311,7 тонн, а без головной части — 303,2 тонны. Масса конструкции ракеты-носителя — 24,4 тонны. Компоненты топлива весят 278,8 тонн. Лётные испытания «Союза-2.1А» начались в 2004 году на космодроме Плесецк, и прошли они успешно. В 2006-м ракета-носитель произвела первый коммерческий полёт — вывела на орбиту европейский метеорологический космический аппарат «Метоп».

Нужно сказать, что у ракет разные возможности вывода полезной нагрузки. Носители есть лёгкие, средние и тяжёлые. Ракета-носитель «Рокот», например, выводит космические аппараты на околоземные низкие орбиты — до двухсот километров, а потому ей по силам нагрузка в 1,95 тонн. А вот «Протон» — тяжёлого класса, на низкую орбиту он может вывести 22,4 тонн, на геопереходную — 6,15, а на геостационарную — 3,3 тонны. Рассматриваемая нами ракета-носитель предназначена для всех площадок, которыми пользуется «Роскосмос»: Куру, Байконур, Плесецк, Восточный, и работает в рамках совместных российско-европейских проектов.