Копия «Р-7» на территории ВДНХ в Москве

советская космическая программа серии одноместных пилотируемых космических кораблей для полётов по околоземной орбите.

История

Весной 1957 года Сергей Павлович Королёв в рамках своего ОКБ организовал специальный отдел № 9, предназначенный для проведения работ по созданию первых искусственных спутников Земли. Отдел возглавил соратник Королёва Михаил Клавдиевич Тихонравов. Вскоре, параллельно с разработкой искусственных спутников, в отделе начали выполняться исследования по вопросу создания пилотируемого корабля-спутника. Ракетой-носителем должна была стать королёвская «Р-7». Расчёты показывали, что она, оснащённая третьей ступенью, могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой около 5 тонн.

Работа по созданию пилотируемого корабля требовала глубокого изучения таких новых областей, как спуск в атмосфере, создание надёжной теплозащиты, гиперзвуковая аэродинамика и т. п. На ранней стадии эти вопросы были рассмотрены математиками Академии наук. В частности, было отмечено, что результатом баллистического спуска с орбиты может стать десятикратная перегрузка.

С сентября 1957 по январь 1958 года в отделе Тихонравова исследовались условия нагрева, поверхностные температуры, теплозащитные материалы. Последовательно изучалось поведение в гиперзвуковом потоке большого числа разнообразных аэродинамических форм с аэродинамическим качеством от нуля до нескольких единиц. Параметрические расчёты траектории выполнялись при помощи электромеханической вычислительной машины БЭСМ-1.

Было обнаружено, что равновесная температура крылатого космического корабля, обладающего наивысшим аэродинамическим качеством, превышает возможности тепловой устойчивости доступных к тому времени сплавов. Кроме того, использование крылатых вариантов конструкции приводило к снижению величины полезной нагрузки. Это послужило причинами отказа от рассмотрения крылатых вариантов. Основные выводы по возможной конструкции аппарата были следующими:

• аэродинамическое качество должно было находится в диапазоне 0,5-0,6 для создания небольшой подъёмной силы и снижения действующих при баллистическом спуске перегрузок, до допустимого для человеческого организма уровня;
• предпочтительной формой являлся конус со скруглённым носом и сферическим основанием с максимальным около 2 м;
• наиболее приемлемым способом возвращения человека было его катапультирование на высоте нескольких километров и дальнейший спуск на парашюте. Отдельное спасение спускаемого аппарата при этом можно было не проводить.

В ходе медицинских исследований, проведённых в апреле 1958 года, испытания лётчиков на центрифуге показали, что при определённом положении тела человек способен переносить перегрузки до 10 G без серьёзных последствий для своего здоровья. Это предопределило выбор сферической формы спускаемого аппарата для первого пилотируемого корабля и позволило ускорить дальнейшую работу за счёт отказа от рассмотрения более сложных вариантов. Детальная проработка предварительного проекта, завершилась в середине августа 1958 года выпуском специального отчёта.

Сферическая форма спускаемого аппарата, являющаяся простейшей и наиболее изученной симметричной формой, являлась результатом выбора баллистической концепции возвращения с орбиты. Её значительным плюсом было то, что сфера обладает стабильными аэродинамическими свойствами при любых возможных скоростях и углах атаки. Смещение центра масс в кормовую часть сферического аппарата позволяло обеспечить его правильную ориентацию во время баллистического спуска.

Подготовка конструкторской документации была начата осенью 1958 года. Первый корабль первой модификации Восток-1КА отправился в полёт в мае 1960 года. Позже была создана и отработана модификация Востк-3КА, полностью готовая к пилотируемым полётам.

Реализация

Первый корабль Восток-1К отправился в автоматический полёт в мае 1960 года. Позже была создана и отработана модификация Востк-3КА, полностью готовая к пилотируемым полётам.

Помимо одной аварии ракеты-носителя на старте, по программе было запущено шесть беспилотных аппаратов, а в дальнейшем ещё шесть пилотируемых космических кораблей.

На кораблях программы осуществлены первые в мире пилотируемый космический полёт, суточный полёт, групповые полёты двух кораблейи полёт женщины-космонавта.

В первых планах рассматривалась возможность модификации корабля для отработки стыковки в полёте «Востока-7» и даже для полёта вокруг Луны с использованием отдельно выводимых и пристыкованных ракетных блоков.

Детально планировались, но были отменены вместе с программой в феврале 1964 года несколько нереализованных полётов:

• «Восток-7» — 8-дневный полёт на высокой орбите для радиационно-билогических и прочих исследований с естественным сходом с орбиты
• «Восток-8» — парный «Востоку-9» 10-дневный полёт на высокой орбите для различных исследований с естественным сходом с орбиты
• «Восток-9» — парный «Востоку-8» 10-дневный полёт на высокой орбите для различных исследований с естественным сходом с орбиты
• «Восток-10» — 10-дневный маневрирующий полёт на высокой орбите для различных исследований с естественным сходом с орбиты
• «Восток-11» — полёт с созданием искусственной гравитации
• «Восток-12» — полёт с выходом в открытый космос
• «Восток-13» — 10-дневный полёт на высокой орбите для различных исследований с естественным сходом с орбиты