Человек всегда отличался невероятной любознательностью. В нашем активе приручение огня, одомашнивание животных, селекция растений, географические и научные открытия. Долгое время человечество не могло подчинить лишь три стихии: небо, глубины мирового океана и звёзды.

Путь в небо начался с воздушных шаров и планеров, а теперь мы двумя ногами вступили в эпоху реактивной авиации. О братьях Райт, совершивших первый подтверждённый полёт на аппарате тяжелее воздуха с двигателем 17 декабря 1903 года, знают все.

Пионерами в водолазном деле стали англичане Джон и Чарльз Дины, которые в 1828 году изобрели водолазный костюм. За возможность длительного пребывания под водой дайверы благодарят французов Жак-Ива Кусто и Эмиля Ганьяна, которые изобрели в 1943 году первый безопасный и эффективный акваланг.

Дорогу к звёздам начали прокладывать писатели-фантасты и философы, но пионерами космического освоения стали советские учёные, инженеры и космонавты. Именно они сделали космос полезным, запустив туда 4 октября 1957 года первый искусственный спутник Земли, и обитаемым для человека, отправив на орбиту Юрия Гагарина.

Теперь дело братьев Райт продолжают авиаторы, трудом Кусто пользуются аквалангисты, а сами изобретатели «живут» там, куда нам ещё нужно долететь — их именами названы гора и уступ на Плутоне. Слово «спутник» и имя Юрия Гагарина навсегда вошли в историю мировой космонавтики.

Этот же текст о том, как излишний оптимизм вредит освоению космоса, почему полёты в космос и колонизация планет начинаются с Земли и что нужно Союзному государству для того, чтобы успешно покинуть свою колыбель.

4 октября 1957 года человечество вступило в эпоху энтузиазма, а 12 апреля 1961 года — в период космической эйфории. Казалось, что ещё немного, буквально десятилетие, и Луна станет надёжным домом, и можно будет выводить новые сорта яблок на Марсе.

Но вскоре космическая гонка сошла на нет, а люди вновь вернулись к обычной земной рутине, привыкнув к тому, что на земной орбите есть космическая станция, а освоение Луны и Марса в очередной раз откладывается. В космическом «форсаже» Земля пробыла меньше 20 лет. Однако космические успехи вместе с литературой и кинематографом создали ощущение того, что полёты в космос — это просто, и единственное, что сдерживает космическую экспансию, — это общество потребления, развратившее всех без исключения, начиная с обывателей и заканчивая политиками.

При этом упускаются причины, по которым первая волна освоения космоса стала возможной и успешной.

Техника и технологии

К первой космической гонке человечество оказалось технически подготовленным для вывода тел тяжелее воздуха на земную орбиту и дальше в космическое пространство. К 1957 году уже вовсю использовались достижения нефтехимии (керосин), металлургии (различные сорта стали), материаловедения (изоляционные материалы, пластики и прочие неметаллы) и машиностроения (ракетные двигатели и тысячи агрегатов).

Без них полёты в космос были невозможны — просто не хватило бы технологий. Однако эти технологии были не у всех: СССР серьёзно отставал в материаловедении и производстве материалов, которые были пригодны для использования в космической промышленности.


Слева немецкая Фау-2. Справа её советская копия Р-1. В конструкционном плане между ними не было никакой разницы. В Фау-2 использовались 86 марок и сортов стали (мы могли выпускать в 1947 году лишь 32 марки), 59 марок цветных металлов (у нас была лишь 21), 87 видов неметаллов (у нас было только 48). Но уже с 1952 года Р-1 серийно выпускалась на днепропетровском «Южмаше», для чего СССР пришлось совершить настоящий технологический рывок, качественно повысить производственную культуру и за 4 года сократить десятилетнее космическое отставание. Дальше советская ракетная программа развивалась уже самостоятельно.

К слову, создатель Фау-2 Вернер фон Браун оказался в американской зоне оккупации со всей технической документацией по ракетной программе Третьего рейха и вскоре стал отцом американского ракетостроения. Так что корнями современные ракеты уходят в Третий рейх.

Современная космонавтика так и не смогла уйти от жидкотопливных ракетных двигателей — их пока нечем заменить. Мы продолжаем пользоваться достижениями химической эпохи для вывода космических аппаратов на орбиту.

Космонавтика — это не просто сложно. Это очень сложно.


Справка: ракетные двигатели

Ракетные двигатели могут работать на двух типах топлива: твёрдом (смеси различных взрывчатых веществ) и жидком (от керосина до водорода и гептила). У каждого типа двигателей есть свои особенности и сферы применения. На твердотопливных ракетах в космос не летают (им не хватает мощности), но они используются в стартовых ускорителях и разгонных блоках. В космос летают жидкотопливные ракеты. Первые советские ракеты были исключительно жидкотопливными.


Слева маршевый твердотопливный ракетный двигатель 15Д305, логичное продолжение изобретения середины XIX века бризантных взрывчатых веществ, породивших бездымный порох, который тогда позволил перекроить карту мира. Справа жидкотопливный ракетный двигатель РД-180, корни которого уходят к ракетным двигателям немецких Фау-2.

Ещё одна разновидность двигателей — электроракетные, лучше всего известна их плазменная разновидность. Их особенность в том, что они пригодны для эксплуатации только в космосе, могут долго работать, но отличаются низкой мощностью. Чаще всего их устанавливают на спутники и зонды, которым нужно работать без солнечных панелей, и работают они от батарей. Для дальних пилотируемых космических полётов предполагается использовать ядерные ракетные двигатели и атомные реакторы. Однако их использование сталкивается с массой проблем.

Во-первых, необходимостью рассеивать избыточное тепло (например, в некогда разрабатываемом зонде JIMO планировалось запитать электроракетный двигатель от реактора мощностью 104 кВт (эквивалент 52 электрочайников), а для отвода излишнего тепла нужно было построить радиатор площадью 422 кв. м. Его пришлось бы выводить в космос по частям и собирать на орбите, что крайне трудно и дорого. От самого проекта тогда отказались.

Во-вторых, атомным реактором невозможно маневрировать: он работает на одной мощности, а полёт — это разгон и торможение.

Впрочем, «Роскосмос» и «Росатом» ведут разработку ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса и планируют доделать её до 2025 года. В ней конструкторы намерены обойти перечисленные выше ограничения.

Человек не сразу покорил космос. Путь ввысь был трудным: пришлось решить множество технических проблем.

Перед Юрием Гагариным в космос полетели собаки. На космодроме Капустин Яр сознательно отбирали для полётов в космос короткошёрстных дворняг (они выносливее, живучее и на них нет отпечатка человеческой селекции), которые часто водились у столовых.

Первыми в космос полетели псы Дезик и Цыган на геофизической ракете, построенной на базе Р-1, 22 июля 1951 года. До 1961 года было проведено 29 запусков ракет с животными на борту.

Однажды в космос полетела и абсолютно неподготовленная собака под кличкой ЗИБ (запасной исчезнувшего Бобика). Пса просто поймали у столовой, когда обнаружилось, что Смелый из основного состава оказался не совсем смелым, помыли, подстригли и отправили в космос. Полёт прошёл успешно, ЗИБ вернулся и после жил у академика Анатолия Благонравова вместе с первым псом-космонавтом Цыганом (Дезик погиб во время посадки после повторного запуска).


Первые собаки, поднявшиеся на высоту 101 км (граница Земли и космоса),  Дезик и Цыган, а также Сергей Королёв с собакой на полигоне Капустин Яр в 1951 году.

В США в космос запускали не собак, а обезьян, однако они с трудом переносили полёты, буянили, портили оборудование, потому летали под наркозом, в отличие от советских «космических» псов.

На заре первой космической гонки человечество знало о космосе крайне мало, потому нарабатывать опыт пришлось во многом за счёт жизней собак.

В космосе страшен не столько холод (от него космический аппарат как раз защищён), сколько перегрев: космический аппарат представляет собой термос, внутри которого находятся живые существа и оборудование, излучающие тепло. Собака Лайка погибла 3 ноября 1957 года из-за перегрева в аппарате «Спутник-2». Анализ причин её гибели позволил довести до ума систему терморегуляции космических аппаратов и исключить гибель космонавтов от перегрева.


В центре МКС видны радиаторы для охлаждения станции — без них космонавты повторили бы судьбу собаки Лайки. И именно их практически никогда не учитывают в космической фантастике.

Другая проблема проявилась после полёта Белки и Стрелки — на четвёртом витке вокруг Земли Белку начало тошнить. Чтобы Юрия Гагарина не стошнило во время полёта, было решено сократить время его пребывания на орбите до одного витка.

В дальнейшем программу тренировок космонавтов скорректировали для лучшей подготовки вестибулярного аппарата.

Не знали практически ничего и о влиянии невесомости на опорно-двигательный аппарат с сердечно-сосудистой системой: первые космонавты, длительное время находившиеся на орбите, после приземления не могли самостоятельно передвигаться. Теперь эта проблема решена за счёт физических тренировок и специальных костюмов «Пингвин».

Пингвин для космонавта. Astronauts Penguin.


«Ощущения от выхода в открытый космос непередаваемы: тишина — лишь лёгкий шум от радиосвязи в наушниках — и ощущение того, что ты в центре Вселенной, которая перемещается вслед за твоим взглядом».


Герой России, космонавт Роман Романенко о воздействии радиации на космонавта.

Методом проб и ошибок изучали и воздействие радиации на человека. Теперь за сутки на МКС космонавт получает дозу облучения от 0,1 до 0,8 бэр. Предельная доза для российского космонавта — 66 бэр, американского — 50 бэр.

«Ложишься спать, закрываешь глаза, и у тебя разряды начинаются — в глазах звёзды. Это так называемый «эффект космоса»: когда нет атмосферы, невесомость и частички тяжёлых металлов насквозь нас прошивают. Разряды происходят в глазах, как фотоэффект вспышки. Первый месяц ты это замечаешь, потом привыкаешь к этому. А потом мы прилетаем на Землю, через полгода делают рентген, а мы все «дырявые», и где-то за год это всё восстанавливается».


Герой России, космонавт Роман Романенко о воздействии радиации на космонавта.

Политика и экономика

Покорению космоса сопутствовала политическая и военная обстановка: мир жил в состоянии холодной войны и угрозы ядерного уничтожения.

США к тому времени испепелили Хиросиму и Нагасаки, а также были безусловными лидерами как по количеству ядерных зарядов, так и по средствам их доставки: американцы буквально выжгли Дрезден, а 10 марта 1945 года в ходе авианалёта 334 бомбардировщиков на Токио убили 100 тысяч человек.

Потому основным локомотивом и заказчиком ракетостроения были советские военные, которым нужны были межконтинентальные баллистические ракеты для создания паритета в ядерном оружии с США, и политики, чьей задачей было обеспечение безопасности СССР.

С окончанием Великой Отечественной войны СССР пришлось догонять Америку в ядерной и авиационной гонке. Завод по производству ракет Фау-2 оказался под контролем американцев, к ним же пришёл отец немецкого ракетостроения — Вернер фон Браун, который вскоре со 100 тоннами оборудования, ракет и двигателей отправился в США, где и стал отцом американского ракетостроения.

В поверженную Германию отправилась группа советских военных специалистов, в том числе и Сергей Королёв, а советские инженеры во главе с Андреем Туполевым принялись копировать некогда аварийно севший в СССР американский стратегический бомбардировщик Ту-4, создавая стратегическую авиацию.

Таким образом, желание обеспечить безопасность страны было первичным мотивом в зарождающейся космической гонке. Военные стали заказчиками ракеты Р-7, на которой полетел в космос Гагарин. Ракета нужна была для доставки ядерной боеголовки в США и обладала по тем временам невероятной грузоподъёмностью.

Кроме того, огромную роль играл фактор престижа: СССР желал догнать и перегнать Америку, а США после советского успеха с запуском спутника — взять реванш и доказать тотальное преимущество капитализма перед социализмом.

Никиту Хрущёва не интересовал космос без политики. Собаки Белка и Стрелка стали знаменитыми, и каждый их щенок был на учёте, первый спутник превратился в политическое оружие, а после полёта Гагарина последовала серия пилотируемых запусков, предназначенных для фиксации рекордов и достижений.

«У них спутник с апельсин, а у нас целых 80 килограммов. СССР обогнал ведущую капиталистическую страну — США — в области научно-технического прогресса».


Никита Хрущёв


Подарок Никиты Хрущёва первой леди США Жаклин Кеннеди — щенок Пушок, чьей матерью была «космическая» собака Стрелка. Один из немногих случаев, когда дворняга ценилась выше породистой собаки.

От сотрудничества с США в космосе, которое поступило от Джона Кеннеди, Хрущёв отказался, впрочем, с большой долей вероятности никакого сотрудничества всё равно бы не вышло, так что о нём остаётся лишь фантазировать. Крайне сложно вдвоём осваивать космос, когда политики и военные из двух противоборствующих лагерей смотрят друг на друга сквозь прорези прицелов.

Пожалуй, единственным советским генсеком, которого действительно интересовал космос, был Леонид Брежнев: он курировал космические разработки, лично присутствовал на испытаниях ракетных двигателей, определял место для строительства космодрома Байконур, и ему первому о полёте доложил Юрий Гагарин. Но в 1966 году советская космонавтика осталась без Королёва и перестала приносить политические дивиденды в противостоянии с США.

Аналогичный подход доминировал и в США: после успеха лунной программы в 1967 году у политиков не осталось аргументов для продолжения космической гонки, а у экономистов — прибыльных космических проектов, которые могли бы перевести космос из политики в экономику. Информационная эпоха началась несколько позднее.

Проще говоря, главным космическим драйвером и в США, и в СССР была не экономика, а политика.

Справка: космическая гонка СССР и США

Стартовые позиции США и СССР в космической гонке были неравными. Когда советские специалисты выискивали в разрушенной Германии уцелевшие Фау-2 и собирали тех, кто был причастен к немецкой ракетной программе, США достался сам Вернер фон Браун и масса технической документации.

Однако СССР вырвался вперёд, Королёв разработал ракету Р-7 — «великолепную семёрку» — и начал записывать себе в актив победы и рекорды:

  • 4 октября 1957 года запущен первый искусственный спутник Земли (США на вывод спутника реагируют рефлексией и создают НАСА);
  • 3 ноября 1957 года в космос отправилось первое в мире животное — собака Лайка;
  • В 1959 году «Луна-1» достигает второй космической скорости и пролетает около Луны, «Луна-2» достигает поверхности Луны, а «Луна-3» передаёт первые снимки обратной стороны Луны;
  • 19 августа 1960 года из космоса на аппарате «Спутник-5» впервые возвращаются собаки Белка и Стрелка;
  • 12 февраля 1961 года к Венере отправляется аппарат «Венера-1»;
  • 12 апреля 1961 года первым космонавтом становится Юрий Гагарин, в том же году с длительным полётом в космос отправляется Герман Титов;

5 мая 1961 года Алан Шепард совершает первый суборбитальный полёт, а в 1962 году на орбиту выходит «Меркурий-6» с Джоном Гленном.

  • 12 августа 1962 года состоялся первый в мире групповой полёт: «Восток-3» и «Восток-4» были в космосе на расстоянии 6,5 км;
  • 16 июня 1963 года первой женщиной-космонавтом становится Валентина Терешкова, одновременно с ней на отдельном космическом аппарате 5 суток в космосе пробыл Валерий Быковский.

Далее программу «Восток» сменяет «Восход», и 18 марта 1965 года в открытый космос выходит Алексей Леонов.

На полёт Гагарина отвечают программой «Джемини», в ходе которой начинают брать реванш:

  • 23 марта 1965 года — первый орбитальный манёвр пилотируемого аппарата;
  • 15 декабря 1965 года — первое сближение двух космических аппаратов, а 16 марта 1966 года состоялась первая стыковка двух космических аппаратов;
  • 12 сентября 1966 года провели эксперимент по созданию искусственной силы тяжести.

Дальше началась программа «Аполлон», увенчавшаяся высадкой на Луне.

Программа Apollo: как это было


СССР же концентрируется на беспилотной космонавтике и орбитальных станциях, и первую в мире станцию выводит на орбиту 6 июня 1971 года. В космосе же заканчиваются пригодные для освоения на тогдашнем уровне науки и техники цели.

А 14 мая 1973 года США вывели на орбиту орбитальную станцию Skylab, которая сгорела в атмосфере в 1979 году. В дальнейшем США в качестве замены орбитальным станциям использовали шаттлы.

СССР вывел базовый блок станции «Мир» в 1986 году. В 90-х «Мир» спасали американцы, которые вложили в станцию миллионы долларов в то время, когда Россия не могла себе позволить космос.

Как только политики достигли своих целей (СССР утёр нос американцам, а США взяли реванш на Луне), космическая гонка завершилась.

Далее освоение космоса становилось исключительно экономическим предприятием, а с космической экономикой дела тогда обстояли сложно: технологий для спутников дистанционного зондирования Земли, телекоммуникационных спутников (интернета не было), систем навигации не было. Так что космос был интересен лишь учёным, военным и романтикам.

Космическая гонка проходила во времена послевоенного восстановления и благоприятной экономической конъюнктуры, которая продолжалась вплоть до нефтяного кризиса 1973 года. Данный кризис сильно ударил по США: космические программы сократили, а бюджет НАСА урезали. Следствием сокращения бюджета НАСА в 1970-х и стала программа «Спейс Шаттл».

В конце эры шаттлов по бюджету NASA они обходились дороже, чем МКС, расходы на шаттлы приближались к трём миллиардам долларов в финансовый год при 3-5 полётах, что повышало стоимость одного полёта с официальных 450 миллионов долларов до почти миллиарда. Суммарная же стоимость проекта оказалась заниженной в три с половиной раза: вместо 54 млрд долларов шаттл обошёлся в 209. А стоимость одного полёта, посчитанная как частное от деления суммарной стоимости на количество полётов, составила полтора миллиарда долларов в ценах 2011 года.

Потому последний запуск «Аполлон-17» состоялся в 1972 году, а с 1973 года, с началом нефтяного шока, программу свернули.


Космос не терпит экономии и безденежья. Американские шаттлы в целях экономии решили делать не из жаропрочного титана (+80 млн долларов за единицу), а из алюминиевого сплава и обклеивать его керамической теплоизоляцией. Её отвалившиеся куски и прожиг корпуса стали причиной потери «Челленджера» в 1986 году, а также «Колумбии» в 2003 году и гибели 14 космонавтов. Советский «Буран» тоже сгубило безденежье: распад СССР посадил космическую отрасль на голодный паёк.

Кадры и организация

Огромное значение имела роль личности в истории, в первую очередь личность великого инженера, учёного и организатора Сергея Королёва, который до своей смерти в 1966 году тянул на себе космическую программу СССР, не позволяя ей превратиться в простой придаток ВПК. Королёв лоббировал запуск первого спутника, предложил запустить в космос человека, поддержал Михаила Тихонравова, чью идею собирать ракеты в пакет подвергли ожесточённой критике.


В «Великолепной семёрке» были использованы две, говоря современным языком, инновации: Михаил Тихонравов предложил собрать несколько ракет в «пакет», а Валентин Глушко решил проблему с маломощным двигателем ЭД-140, объединив 4 двигателя в один блок с единым турбоагрегатом. Без этих конструкторских решений и первый спутник, и Гагарин остались бы на Земле.

Сергей Королёв, Михаил Янгель, Валентин Глушко, Мстислав Келдыш и десятки других конструкторов не взялись из ниоткуда: они были логичным итогом советской системы образования, прекрасно работающих социальных лифтов и того энтузиазма, который охватил детей крестьян, рабочих и интеллигентов, получивших возможность благодаря разрушению классового общества стать учёными, инженерами и главными конструкторами.

Космодром Байконур строили ветераны-фронтовики, для которых стройка была таким же фронтом, как и поля сражений Великой Отечественной.

Космос — это вопрос организации. Важны работа промышленности, культура производства, слаженность работы сотен предприятий-смежников, и, главное, работа структуры, которая отвечает за целеполагание и координацию всего наземного космического механизма.

Справка: технические проблемы советской космонавтики

Технические проблемы преследовали советскую космонавтику порой в самые ответственные моменты. Например, первый спутник мог бы так и не заработать. Во время его приёмки членами госкомиссии отказалась работать батарея. При вскрытии выяснилось, что провода были плохо припаянными.

«Луна-1» из-за ошибки в расчётах (не учли время прохождения сигнала от Земли к Луне) приземлилась не на Луну, а прошла в 6000 км от неё.

24 октября 1960 года на космодроме Байконур произошла так называемая Неделинская катастрофа — на стартовом столе за полчаса до запланированного запуска сработали двигатели второй ступени ракеты Р-16. Это привело к гибели 74 человек, в том числе и главкома РВСН, Главного маршала артиллерии Михаила Неделина.  

Главой комиссии, прибывшей на космодром, был Леонид Брежнев. Виновные в катастрофе погибли, Королёв заступился за конструктора Янгеля, а причиной трагедии была небрежность при сборке.

Были проблемы и с самым надёжным теперь кораблём «Союз»: «Союз-1» с Владимиром Комаровым разбился при посадке, а сам космонавт погиб.

Однако все катастрофы и аварии советская космонавтика переживала, а из происшествий делались выводы.

В СССР такой структурой был Совет главных конструкторов: неформальный совет под руководством Сергея Королёва, в состав которого входили главные конструкторы в различных сферах советского ракетостроения. В США подобным органом стало агентство НАСА, созданное в 1958 году после того, как американцы начали исправлять организационные ошибки, которые привели к их отставанию в космической гонке. Но если НАСА было очень даже формальным органом, то неформальный советский Совет прекратил своё существование после смерти Королёва.

Что значит неправильное решение, показывает пример советского «Бурана» и ракетоносителя «Энергия», которые создавались с 1975 по 1987 год. В итоге их создали, но с какой целью – неясно. Американские шаттлы создавались из вопросов экономии, а советский «Буран» — как подражание американцам. Итого 16,4 млрд советских рублей были потрачены на высокотехнологичное, но непрактичное изделие.

К слову, шаттлы в итоге оказались куда дороже, чем предполагалось первоначально, а целей в космосе для них оказалось меньше.

***

Итак, космос — это технологии, организация и целеполагание, а также благоприятное соотношение политики и экономики.

И лидерство СССР потерял как раз в тот момент, когда увлечённо запускал корабли «Восток» и «Восход» для установления новых космических рекордов, а США, сделав работу над ошибками, упрямо двигались к намеченной цели — американскому вымпелу на Луне.

Советско-американская космическая гонка доказывает, что не так уж важно, страна с какой экономической системой осваивает космос — социалистической или капиталистической. Важно, какие цели ставят политики перед инженерами и конструкторами.