Человек в Космосе. 60 лет

Создание Командно-измерительного комплекса (КИК) было поручено в сентябре 1956 года 4-му НИИ Минобороны, хотя оно возражало против возложения на него этих обязанностей, ссылаясь на несвойственную ему работу, проводимую в интересах АН СССР. Однако, ученые и промышленники считали, что только военные могут построить, оснастить и эксплуатировать измерительные пункты, разбросанные по территории Советского Союза в труднодоступных местах. Споры по этому вопросу были горячие, пока их не прекратил Министр обороны Маршал Советского Союза Г. К. Жуков. Он согласился с доводами промышленников, предвидя важную роль космоса в обороне страны. С тех пор Жукову приписывают фразу: "Космос беру на себя!".

Сложнейшие работы в самые короткие сроки пришлось провести коллективу НИИ-4, начальником которого в ту пору был генерал-лейтенант А. И. Соколов. Под руководством полковников Г. А. Тюлина и Ю. А. Мозжорина были доработаны существующие и разработаны новые измерительные средства, ими были оснащены командно-измерительные пункты, укомплектованные военными специалистами.

Первым начальником Командно-измерительного комплекса был генерал-майор А. А. Витрук, закончивший войну – начальником политотдела армии, штурмовавшей Берлин и работавший затем в НИИ-4.

Этим коллективом были решены задачи доставки траекторных измерений на тысячекилометровые расстояния и обработки их в режиме текущего времени.

Заложенные принципы построения КИК, как системы массового обслуживания ИСЗ, полностью себя оправдали и прошли проверку временем. Первый период своей истории – полеты трех первых советских спутников – КИК закончил в тесном контакте с НИИ-4 и имея в своем составе Центр, ЦУС (центральный узел связи) и 12 ОНИПов (отдельных научно-измерительных пунктов).

После успешного полёта первого спутника команда Королёва направила основные усилия на подготовку отправки на космическую орбиту человека. Преодолевая сложности новой задачи, шаг за шагом Главный конструктор вёл всех к этой цели.

Нужны были данные: как поведет себя живой организм в условиях длительной невесомости. Поиском ответа на этот вопрос уже несколько лет занималась группа ученых, представляющих различные направления только формировавшихся тогда космической биологии и медицины: О Г. Газенко (физиология), А. М. Генин (гигиена), Е. М. Юганов (вестибулярный аппарат), А. Р. Котовская (перегрузки), А. А. Гюрджиян (радиация) и другие.

3 ноября 1957 г. был запущен второй ИСЗ, он же – первый обитаемый: на его борту отправилась в полет собака Лайка.

Вес второго ИСЗ был в шесть раз больше первого (решено было не отделять его от второй ступени ракеты), а апогей орбиты отстоял почти вдвое дальше от Земли.

Контейнер Лайки был оборудован системой кондиционирования воздуха, содержал запас воды и пищи. С помощью многочисленных приборов велся контроль физиологических процессов организма. Показания приборов передавались на Землю средствами радиотелеметрии.

Лайка переносила полет нормально: пульс, частота дыхания вскоре после перегрузки пришли в норму, она ела, пила, всё как на Земле. Но запаса источников электроэнергии, установленных на ракете, хватило только на неделю… С борта спутника передавалась также информация приборов, исследовавших излучение Солнца в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, регистрировавших частицы космических лучей и другие явления заатмосферного полета.

Следующим – третьим по счету взлетевшим в космос искусственным спутником Земли стал американский “Эксплорер-1” массой 4,8 кг, выведенный 1.02.58 г. на орбиту ракетой-носителем “Юпитер-С” для исследования космических лучей и метеоритных частиц.

Советский третий спутник ("Объект Д”), в отличие от двух первых, готовился без авралов с участием многих ученых и при особом внимании Президента Академии наук М. В. Келдыша. В апреле 1958 года этот объект должен был взлететь, но первый пуск оказался аварийным.

Авральным образом был собран дублер, и 15 мая научная космическая лаборатория была выведена на орбиту.

Это был первый геофизический спутник и первый космический аппарат, на котором установили командную радиолинию, разработанную НИИ-648 (потом – НИИ точных приборов) под руководством А. С. Мнацаканяна.

Одним из сенсационных результатов, полученных с помощью третьего спутника, было открытие высокой концентрации электронов на больших высотах, за пределами уже известной ионосферы. С. Н. Вернов, профессор МГУ, автор исследований, объяснил это явление вторичной электронной эмиссией – выбиванием электронов из металла спутника частицами высоких энергий.

Однако американский физик Дж. В. Аллен два года спустя доказал, что явление, обнаруженное приборами третьего советского спутника – есть наличие первичных частиц ранее неизвестных радиационных областей вокруг Земли. Американцы назвали эти радиационные области “поясами Ван Аллена”. Впоследствии советскими спутниками было зарегистрировано наличие других областей повышенной радиации. Это открытие имело для космонавтики важное практическое значение. Проходя сквозь радиационные пояса, космические аппараты подвергались бы значительному разрушающему облучению. В нашей литературе радиационные области стали называть “поясами Ван Аллена – Вернова”.

Таким образом, первые ИСЗ были не просто пробой взлета в космос. Они позволили получить ряд сведений фундаментального значения, которые легли в основу представлений о физике околоземного космического пространства, а также о безопасных для человека орбитах.

Создание автоматического аппарата для полета в космос – дело труднейшее. Но во много раз более сложная задача – создание аппарата пилотируемого.

Космическое пространство – среда весьма неблагоприятная для человеческого обитания. Глубокий вакуум, сильнейший холод в тени и сильнейшая жара на солнечной стороне, космическая радиация, метеорные потоки, перегрузки при взлете и посадке, невесомость в полете. Каждое из этих условий порождало десятки теоретических, технических и организационных проблем, требовало совместной работы многих и многих специалистов.

Первый проект такого аппарата представили уже в мае 1958 года работавшие по поручению Главного конструктора К. Д. Бушуев, М. К. Тихонравов и К. П. Феоктистов. Но сложность задачи потребовала новых и новых решений. И только к началу 1960 года в ОКБ-1 одноместный космический корабль, вернее, его прототип, практически был создан, он имел марку 1-КП (ведущий конструктор О. Г. Ивановский). Было завершено конструирование всех его основных систем: терморегулирования, кондиционирования и регенерации воздуха, радиосвязи, возвращения в земную атмосферу и посадки на Землю.

После изготовления всего этого сложнейшего и подчас не согласованного одно с другим оборудования, его надо было наладить в комплексе, а затем отработать в реальных условиях полета. С этой целью в 1960–1961 годах была проведена серия запусков кораблей-спутников с биологическими объектами на борту.

1-КП доставили на 5-й НИИП в начале мая 1960. После нескольких суток непрерывных монтажно-испытательных работ, в 5 утра 15 мая спутник был успешно запущен. Тогда же решением Госкомиссии он впервые получил наименование “космический корабль”.

Наряду со многими задачами испытывалась и тормозная двигательная установка (ТДУ) конструктора А. М. Исаева. Однако в момент её включения корабль оказался неправильно сориентированным, в результате вместо торможения он вышел на более высокую орбиту. После соответствующих разборов причин и “разгонов” специалистам Королев вдруг заметил, что, не желая того, они встретились с первым случаем маневрирования космического корабля.

От пуска к пуску были отработаны условия жизнедеятельности человека: побывав в космосе, благополучно вернулись на Землю весовой манекен “Иван Иваныч”, собаки Белка и Стрелка. Однако случались еще и неприятности. Посланный на орбиту корабль с собаками Пчелкой и Мушкой, другими животными, насекомыми и растениями на завершающем этапе, снижаясь не по расчетной траектории, прекратил свое существование. Но уже в марте 1961 года успешным возвращением из полета собаки Чернушки конструкторы системы посадки себя реабилитировали. Всего было предпринято семь таких “примерочных” пусков аппаратов весом более 4,5 тонн каждый.

Так рождался космический корабль, получивший вскоре всемирную известность как "Восток-1".

5. Кого послать на орбиту

Создавая космический аппарат, учёные и конструкторы не могли не думать о том, кто сможет им управлять в непривычных условиях космоса. Какими качествами должен обладать этот конкретный человек – физическими, морально-психологическими, профессиональными, какого возраста и даже характера? Как подобрать такого человека, а затем подготовить его к условиям космического полёта?

"Об усилении научно-исследовательских работ в области медико-биологического обеспечения космических полетов” – такое постановление советское Правительство приняло в январе 1959 года. В нём, в частности, указывалось: «считать важнейшей задачей Министерства обороны, Академии наук, Академии медицинских наук решение в ближайшие годы всех вопросов, связанных с медико-биологическим обеспечением космических полетов; преобразовать Научно-исследовательский институт авиационной медицины в Государственный научно-исследовательский испытательный институт авиационной и космической медицины (ГНИИИ АиКМ) первой категории».

Когда к началу 1960 года в ОКБ-1 группой конструкторов под руководством О. Г. Ивановского был создан одноместный космический корабль, военными специалистами была разработана Система медико-биологического обеспечения (СМБО) космических полетов.

Вся техника, предназначавшаяся для полёта человека, изготавливалась теперь с учётом требований этой системы. Всё оборудование проходило военную приёмку, что обеспечивало необходимые качества и надёжность. Как было рассказано в предыдущей главе, начиная с 1960 года, была проведена серия запусков кораблей-спутников с биологическими объектами на борту.

Параллельно разворачиваются работы по отбору кандидатов на новую профессию – космонавт. Основные требования к этой профессии С. П. Королёв сформулировал так: «Для такого дела более всего пригоден лётчик, и, прежде всего, лётчик-истребитель. Это и есть универсальный специалист. Он пилот, и штурман, и связист, и бортинженер. А будучи кадровым военным, он обладает необходимыми морально-волевыми качествами. Его отличает собранность, дисциплинированность и непреклонное стремление к достижению поставленной цели».

Провести отбор кандидатов было поручено врачебно-летным комиссиям. Работа велась на основе исследований, проведенных с участием Центрального научно-исследовательского авиационного госпиталя (ЦНИАГ, начальник – полковник медицинской службы А. С. Усанов). Центральная комиссия, после кропотливой работы в авиационных частях, отобрала из более 200 кандидатов – 20 человек.

Они и стали первым отрядом, назовём его состав полностью: И. Н. Аникеев, П. И. Беляев, В. В. Бондаренко, В. Ф. Быковский, В. С. Варламов, Б. В. Волынов, Ю. А. Гагарин, В. В. Горбатко, Д. А. Заикин, А. Я. Карташев, В. М. Комаров, А. А. Леонов, Г. Г. Нелюбов, А. Г. Николаев, П. Р. Попович, М. З. Рафиков, Г. С. Титов, В. И. Филатьев, Е. В. Хрунов, Г. С. Шонин.

Задача подготовки кандидатов была поручена Военно-Воздушным Силам, в их составе был создан Центр подготовки космонавтов, начальником которого назначен полковник медицинской службы Е. А. Карпов. Помощником главкома ВВС по космосу стал легендарный летчик Герой Советского союза генерал – лейтенант Н. П. Каманин.

14 марта 1960 года в одном из зданий Центрального аэродрома Москвы начались занятия. В программе подготовки значились: астрономия, физика, небесная механика, радиотехника и электроника, автоматика и телемеханика, ряд специальных курсов, а также в большом объеме физическая подготовка. Предусматривался широкий цикл тренировок и испытаний, включая полеты на специально приспособленных самолетах для кратковременного знакомства с невесомостью. В программу входили исследования нервно-психологической устойчивости человека при длительном пребывании в сурдокамере, тренировки на пилотажном тренажёре, испытания и тренировки в термо- и барокамерах, на центрифуге, специальная вестибулярная тренировка и многое другое.

К преподаванию в Центре были привлечены такие светила науки как Б. В. Раушенбах, М. К. Тихонравов, Н. М. Сисакян, В. В. Парин. Среди педагогов было немало разработчиков космических систем: В. И. Яздовский, К. П. Феоктистов, О. Г. Макаров, В. И. Севастьянов, А. С. Елисеев, некоторые из них позже сами стали космонавтами. К занятиям в Центре были привлечены лучшие летчики-испытатели: Герои Советского Союза И. М. Дзюба, С. Н. Анохин, М. Л. Галлай, мировой рекордсмен – испытатель парашютов подполковник Н. К. Никитин и другие мастера высокого класса.

К лету 1960 года слушатели-космонавты и их наставники вместе со своим «скарбом» перебрались на постоянное место работы и жительства в Зеленый городок недалеко от подмосковной станции Циолковская. Здесь с тех пор и размещается Центр подготовки космонавтов, жилая зона которого известна как "Звездный".

Всё новая техника поступала в Центр, всё новые тренировки “придумывали” педагоги своим подопечным. Но первыми испытывали все новое все-таки не они. Это был удел другой профессии – испытателей. Эти люди первыми прошли всё, что предстояло потом пройти кандидатам в космонавты и даже больше того…

Испытатели Г. А. Кондрашов, А. В. Быстров, Ф. М. Морозов, П. И. Долгов и Ю. А. Гарнаев катапультировались в самых разных условиях, при разных скоростях и высотах, пока не был найден оптимальный вариант приземления космонавта.

Другие добровольцы “поднимались” в барокамерах на предельные высоты, месяцами просиживали в камерах молчания, терпели голод, холод и запредельную жару термокамер. Они тоже прокладывали дорогу в космос.

Вот лишь один пример. Требовалось выяснить, под каким углом следует расположить кресло, чтобы пилот смог выдержать жёсткую посадку, и какую максимальную скорость падения перенесёт его позвоночник без угрозы перелома. Для этого между двумя 14-ти метровыми мачтами поместили специальное сиденье, которое падало на бетонную площадку с амортизаторами, имитирующими разные типы грунта – мягкий, средний, жёсткий.

В ходе экспериментов только четверо решились испытать на себе значительные перегрузки, но поскольку с каждым циклом риск получить тяжёлую травму возрастал, трое от дальнейшего участия отказались. Остался только Гридунов Джон Иванович – он и стал обладателем мирового рекорда в этом «экстремальном спорте», выдержав удар, эквивалентный 50 g.

Другой рекорд Гридунов поставил на центрифуге: 18,5 g при медленном увеличении нагрузок. Благодаря его самоотверженности авиационные медики вынесли вердикт: взрослый тренированный человек спокойно перенесёт нарастающую перегрузку до 10 g и кратковременную ударную перегрузку в 25 g. Полученные данные позднее определили вид корабля «Восток» и схему приземления его шарообразного спускаемого аппарата.

Среди многих других уникальных испытаний Джон Иванович доказал медико-психологическую возможность облёта человеком Луны и возвращения на Землю даже при изначально аварийной ситуации.

Он вспоминал: "Мы отрабатывали все этапы полета. На центрифуге крутились до «полета» и после «полета», чтобы имитировать перегрузки на старте и при посадке.

На центрифуге перегрузки обычно увеличиваются постепенно, а мне сказали, что сразу пойдем на предел, сколько я выдержу без всякой подготовки в направлении «спина-грудь». Я сразу поставил рекорд – 19 единиц. Почувствовал в тот раз, что "тело потекло", например щеки «текут» к шее. В остальном все было нормально. А потом вдруг – черное небо и фонтан ярких звезд – это я потерял сознание, центрифугу тут же остановили.

Когда я пришел в себя, сам поднялся с центрифуги и пошел в барокамеру, где мне и предстояло «лететь» на Луну. Весь «полет» – 8 суток – я должен был провести в скафандре. В барокамере был создан вакуум. Все восемь суток эксперимента меня кормили жидкой пищей, которую подавали по трубочке в скафандр.

В ходе этого «полета» пришлось перенести и запредельную температуру – одно из условий эксперимента было такое: «отказала» система терморегулирования – и в «корабле» поднялась температура. Для этого включили большие электрические панели. Потом перекрыли кислород, так как по эксперименту надо было дышать только теми запасами, которые имелись в наличии на борту. От жары и духоты пропадал сон. Были ощущения потери времени – казалось, прошла вечность, а на самом деле – 5 минут…

На Луну нас «отправилось» трое, я был командиром… Через сутки из эксперимента выбыл один из испытателей, через полтора суток – второй. Мне говорят: "Джон Иваныч, на тебя вся надежда!" Майор Гридунов на Луну «слетал» успешно. За этот полет он получил тысячу рублей. После испытаний был госпиталь.

Джон Гридунов лежал там вместе с Алексеем Леоновым – тогда, в 1965 году Леонов совершил первый в мире выход в открытый космос. Делились впечатлениями…

По словам Академика Олега Георгиевича Газенко, своими показателями Джон Иванович зачастую опровергал науку.

Личные впечатления автора-составителя

Джон Гридунов, участник Великой Отечественной войны, был разносторонне талантливым человеком. Мне приходилось вместе с ним выступать на сцене Дома офицеров ВВИА им. Н. Е. Жуковского в концертах художественной самодеятельности и проводить другие культурно-массовые мероприятия. На сцене вдвоём с товарищем они исполняли литературно-музыкальные композиции политической сатиры, сочинённые самим Джоном Ивановичем (мы называли его Иваном Ивановичем). Их выступления принимались с неизменным восторгом аудитории.

Он и испытателем-добровольцем стал, будучи начальником клуба ГНИИ авиационной и космической медицины. Тяжелейшие испытания не лишили его богатых артистических способностей, он продолжил свою творческую деятельность, активно участвуя в мероприятиях Центрального дома работников искусств, в пропаганде истории и достижений Отечественной космонавтики.

Наступил день, когда Сергей Павлович Королев пригласил первую группу слушателей Центра подготовки в сборочный цех опытного завода. В эту группу вошло шесть человек: Юрий Гагарин, Герман Титов, Андриан Николаев, Павел Попович, Валерий Быковский, Григорий Нелюбов. Каждый из них, по примеру Гагарина предварительно сняв обувь, побывал в шаровидном модуле, возвращаемом на Землю. Так началось изучение реального корабля.

Космический корабль “Восток” состоял из двух частей: шаровидной кабины космонавта, возвращаемой на Землю и состыкованного с ней приборно-агрегатного отсека. Их соединяли четыре стяжных металлических ленты, “запертые” до возвращения в атмосферу пиротехническим замком.

"Отстегнувшись" от приборно-агрегатного отсека, где находились источники электропитания, аппаратура телеметрии и связи, ТДУ с баками для топлива и другие служебные системы, спускаемый аппарат, снабженный мощной теплозащитой, возвращался на Землю. Внутри кабины находилось катапультируемое кресло космонавта, одетого в скафандр, и все необходимое для обеспечения его безопасной жизнедеятельности.

“Восток” был полностью автоматизированным, но мог управляться и вручную.

На иллюминаторе, прямо перед космонавтом, было установлено оптическое устройство ”Взор”. Система ручного управления включала гироскопические датчики, логические устройства и реактивные микродвигатели, работавшие на сжатом газе.

В январе 1961 года первая группа кандидатов предстала перед комиссией. Экзамен проводился прямо на действующем макете корабля “Восток”. Комиссия пришла к выводу: вся группа показала хорошие знания и может быть допущена к выполнению обязанностей космонавтов.

25 марта готовые к полету кандидаты присутствовали на “генеральной репетиции” полета. И не только присутствовали, каждый из них во время запуска исполнял определенные обязанности (что стало традицией).

Старт и полёт корабля прошли нормально, он приземлился в расчетном районе, благополучно доставив на Землю предшественницу первого космонавта – собаку Дымку (переименованную Гагариным в Звездочку).

29 марта на заседании Военно-промышленной комиссии при Совете Министров СССР (известной как ВПК), которым руководил Д. Ф. Устинов, после доклада Королёва и заверения каждого из главных конструкторов о готовности их систем, было дано разрешение на полет человека в Космос.

5 апреля авангардная группа вылетела на полигон. В оставшиеся до старта дни она приняла участие в полном цикле подготовки ракеты-носителя и корабля-спутника.

8 апреля на полигоне заседала Государственная комиссия… Этот термин часто встречается в материалах на космические темы. Но о функциях и деятельности этого органа мало что известно, хотя он играл очень важную роль в реализации каждой космической программы. В состав комиссии входили главные конструкторы, министры, учёные, воинские начальники, руководители и испытатели полигона. Председателем Госкомиссии комиссии по полёту был Константин Николаевич Руднев, глава Госкомитета по оборонной технике. Техническим руководителем Сергей Павлович Королёв, а отв. секретарём – Александр Александрович Максимов, в последствии первый Начальник космических средств Министерства обороны. На этом заседании было утверждено первое задание человеку на космический полёт.

Приведём его дословно: «Выполнить одновитковый полёт вокруг Земли на высоте 180–230 километров продолжительностью 1 час 30 минут с посадкой в заданном районе. Цель полёта – проверить возможность пребывания человека на специально оборудованном корабле, проверить оборудование корабля в полёте, проверить связь корабля с Землёй, убедиться в надёжности средств приземления корабля и космонавта».

На этом же заседании по предложению генерала Каманина командиром космического корабля-спутника «Восток-1» был утверждён старший лейтенант Ю. Гагарин, дублёрами: старшие лейтенанты Г. Титов и Г. Нелюбов. Были также установлены дата и время запуска.

И сейчас некоторых СМИ ставится вопрос: почему выбран Гагарин? Реально отбор проходил на основании объективного контроля, который постоянно вели специалисты и приборы. А за время подготовки к полёту кандидатам пришлось пройти около 70 различных испытаний, исследований и тренировок.

Перед вынесением окончательного решения Комиссия сформулировала качества, которыми должен обладать первый космонавт. Вот они: патриотизм, отвага, трезвость мгновенного расчёта, скромность, железная воля, знания, любовь к людям. И в результате большинство учёных и методистов пришли к выводу, что именно Гагарин более других подходит для первого полёта в космос.

И ещё. В отряде как-то провели самодеятельный опрос: «Кому лететь первому?». Гагарин ответил: «Бате», – так называли самого опытного среди них Павла Беляева. Все остальные сказали: «Гагарину».

6. Первые 108 минут

Утро 12 апреля. 5-й Научно-исследовательский испытательный полигон Министерства обороны. На стартовой площадке ракета «Восток-1» с одноимённым кораблём.

По двухчасовой готовности к пуску на площадку подъезжает автобус с космонавтами. Из автобуса, одетый в скафандр, выходит только Ю. А. Гагарин. Его встречают члены Государственной комиссии во главе с Председателем Госкомитета по оборонной технике К. Н. Рудневым. Доложив о готовности к полёту и побывав в объятьях Королёва, Каманина и Москаленко, Гагарин направляется ракете…

Ракету-носитель и корабль-спутник «Восток» вместе со специалистами из КБ-1 готовил к запуску личный состав 1-го управления полигона и испытательной части под командованием инженер-полковника Юрина.

В последние минуты перед стартом испытатели продолжали выполнять свою кропотливую работу: завершали заправку трёх ступеней топливом. В бункере приготовились выполнить пусковые команды «стартовики». В пультовой командного пункта у перископа занял своё место “стреляющий” – так, по военному, назывался номер расчёта, запускающий ракету-носитель.