Восток (космический корабль)

Официальное постановление о начале разработки корабля «Восток» было принято 22 мая 1959. В эскизном проекте описывались три модификации космического аппарата:

• Восток-1 (1К) — корабль-прототип, использовался для проверки основных систем и отработки элементов конструкции;
• Восток-2 (2К) — корабль-прототип, использовался в качестве спутника фотоэлектронной разведки, в дальнейшем получил наименование «Зенит-2»;
• Восток-3 (3К) — пилотируемый космический корабль;

На базе корабля созданы пилотируемый корабль «Восход» и запускаемые по настоящее время беспилотные автоматические аппараты «Бион» и «Фотон».

Приборная панель корабля «Восток-1» Ю. А. Гагарина. Центральный Музей Вооружённых Сил, Москва

Расположение приборов и органов управления в кабине кораблей «Восток»

Общая масса космического корабля достигала 4,73 тонны, длина (без антенн) — 4,4 м, а максимальный диаметр — 2,43 м.

Корабль состоял из сферического спускаемого аппарата (массой 2,46 тонны и диаметром 2,3 м) также выполняющего функции орбитального отсека, и конического приборного отсека (массой 2,27 тонны и максимальным диаметром 2,43 м). Масса теплозащиты от 1,3 тонны до 1,5 тонн. Отсеки механически соединялись между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков. Корабль оснащался системами: автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения (рассчитанной на поддержание внутренней атмосферы, близкой по своим параметрам к атмосфере Земли в течение 10 суток), командно-логического управления, электропитания, терморегулирования и приземления. Для обеспечения задач по работе человека в космическом пространстве корабль снабжался автономной и радиотелеметрической аппаратурой для контроля и регистрации параметров, характеризующих состояние космонавта, конструкции и систем, ультракоротковолновой и коротковолновой аппаратурой для двусторонней радиотелефонной связи космонавта с наземными станциями, командной радиолинией, программно-временным устройством, телевизионной системой с двумя передающими камерами для наблюдения за космонавтом с Земли, радиосистемой контроля параметров орбиты и пеленгации корабля, тормозной двигательной установкой ТДУ-1 и другими системами.

Масса космического корабля вместе с третьей ступенью ракеты-носителя составляла 6,17 тонны, а их длина в связке — 7,35 м.

При разработке спускаемого аппарата конструкторами была выбрана осесимметричная сферическая форма, как наиболее хорошо изученная и имеющая стабильные аэродинамические характеристики для всех диапазонов углов атаки на разных скоростях движения. Это решение позволяло обеспечить приемлемую массу тепловой защиты аппарата и реализовать наиболее простую баллистическую схему спуска с орбиты. В то же время выбор баллистической схемы спуска обуславливал сильные перегрузки, которые предстояло испытать человеку, работающему на борту корабля.

Масса спускаемого аппарата составляла 2460 кг, диаметр – 2,3 м. Корпус изготовлялся из алюминиевых сплавов.

Спускаемый аппарат имел два иллюминатора, один из которых размещался на входном люке, чуть выше головы космонавта, а другой, оснащённый специальной системой ориентации, в полу у его ног. Космонавт, одетый в скафандр, размещался в специальном катапультируемом кресле. На последнем этапе посадки, после торможения спускаемого аппарата в атмосфере, на высоте 7 км, космонавт катапультировался из кабины и совершал приземление на парашюте. Кроме того, была предусмотрена возможность приземления космонавта внутри спускаемого аппарата. Спускаемый аппарат имел собственный парашют, однако не был оснащён средствами выполнения мягкой посадки, что грозило оставшемуся в нём человеку серьёзным ушибом при совместном приземлении.

Аппаратура кораблей «Восток» была выполнена как можно более простой. Манёвр возвращения обычно отрабатывался по автоматической команде, передаваемой по радио с Земли. С целью горизонтальной ориентации корабля использовались инфракрасные датчики. Выравнивание вдоль оси орбиты выполнялось при помощи звёздных и солнечных датчиков ориентации.

В случае отказа автоматических систем космонавт мог перейти на ручное управление. Это было возможно за счёт использования оригинального оптического ориентатора «Взор», установленного на полу кабины. На иллюминаторе размещалась кольцевая зеркальная зона, а на специальном матовом экране были нанесены стрелки, указывающие направление смещения земной поверхности. Когда космический корабль был правильно сориентирован относительно горизонта, все восемь визиров зеркальной зоны освещались солнцем. Наблюдение земной поверхности через центральную часть экрана («бег Земли») позволяло определить направление полёта.

Решить, когда следует начать манёвр возвращения космонавту, помогал прибор «Глобус» — небольшой глобус с часовым механизмом, который показывал текущее положение корабля над Землёй. Зная исходную точку положения, можно было с относительной точностью определить место предстоящей посадки.

Эта ручная система могла быть использована только на освещённой части орбиты. Ночью Земля не могла наблюдаться через «Взор». Автоматическая система ориентации должна была иметь возможность работать в любое время.

Корабли «Восток» не были приспособлены для полётов человека на Луну, а также не допускали возможности полёта людей, не прошедших специальной подготовки. Во многом это обуславливалось конструкцией спускаемого аппарата корабля, ласково именуемого Шарик. Сферическая форма спускаемого аппарата не предусматривала использования двигателей ориентации. Аппарат походил на шар, основной вес которого был сконцентрирован в одной части, таким образом, при движении по баллистической траектории он автоматически разворачивался тяжёлой частью вниз. Баллистический спуск означал восьмикратную перегрузку при возвращении с околоземной орбиты и двадцатикратную при возвращении от Луны. Похожим баллистическим аппаратом была капсула «Меркурий». Корабли «Джемини», «Аполлон» и «Союз» благодаря своей форме и смещённому центру тяжести позволяли снизить испытываемые перегрузки (3 G для возвращения с околоземной орбиты и 8 G при возвращении с Луны) и обладали достаточной манёвренностью для изменения точки посадки.

Советские корабли «Восток» и «Восход» так же, как американский «Меркурий», не могли выполнять орбитальные манёвры, допуская лишь выполнение поворотов относительно основных осей. Повторный запуск двигательной установки не предусматривался, она использовалась лишь с целью выполнения возвратного тормозного манёвра. Тем не менее, С. П. Королёв перед началом разработки «Союза» рассматривал возможность создания маневрирующего «Востока». Этот проект подразумевал стыковку корабля со специальными разгонными модулями, что в перспективе позволяло использовать его в задаче по облёту Луны. Позднее идея маневрирующей версии корабля «Восток» была реализована в разведывательных спутниках «Зенит» и специализированных спутниках «Фотон».

• Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Первые пилотируемые космические корабли "Восток" и "Восход" // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996. — 326 с.
• Системы отображения информации космических кораблей «Восток» и «Восход»
• О кораблях «Восток» на www.astronautix.com (англ.)
• Видеорепортаж об этапах создания космического корабля "Восток" от пресс-службы РКК "Энергия"