История развития космонавтики Государственное общеобразовательное учреждение Петергофская гимназия императора Александра II Выполнила: ученица 10а класса Завьялова Анна Санкт-Петербург, 2007

Константин Эдуардович Циолковский ( ) Российский ученый и изобретатель, основоположник современной космонавтики. Впервые обосновал возможность использования ракет для межпланетных сообщений, указал рациональные пути развития космонавтики и ракетостроения, нашел ряд важных инженерных решений конструкции ракет и жидкостного ракетного двигателя.

В 1897 г. К. Э. Циолковский установил зависимость конечной скорости ракеты от массы находящегося на ней топлива и скорости истечения продуктов его сгорания: где V к конечная скорость ракеты, которую она приобретает при отсутствии земной гравитации, использовав всё топливо; и скорость истечения газов из сопла; М 0 начальная (стартовая) масса ракеты; М к конечная масса ракеты (когда всё топливо израсходовано).

Формула Циолковского позволяет рассчитать запас топлива, необходимый, чтобы сообщить ракете скорость v. Из этой формулы следует, что конструкция ракеты должна быть как можно легче, чтобы большая доля её массы на старте приходилась на топливо и полезный груз. В современных носителях топливо составляет около 90% их начальной массы.

Вернер фон Браун ( ) Конструктор ракет, один из руководителей немецкого военного исследовательского ракетного центра в Пенемюнде ( ), в котором была создана ракета «V-2» («Фау-2»), применённая немецким командованием для обстрела городов Великобритании и Бельгии. С 1945 года работал в США, где под его руководством были разработаны ракеты «Редстоун», «Юпитер», ракеты-носители серии «Сатурн» и другие.

«Фау-2» («V-2») Оружие возмездия-2 (другое название А-4) одноступенчатая баллистическая ракета, разработанная немецким конструктором Вернером фон Брауном. Применялась Германией в конце Второй Мировой войны для поражения городов и крупных объектов на территории Великобритании и Бельгии. Первый пуск был осуществлён 13 июня 1942 года

С запуска трофейных, а позже модифицированных ракет «Фау-2» начинались как американская, так и советская космические программы. Именно ракета «Фау-2» стала первым в истории искусственным объектом, достиг- шим границ космического пространства. В первой половине 1944 года, с целью отладки конструкции, был произведен ряд вертикальных пусков ракет с несколько увеличенным временем горения топлива. Высота подъема при этом достигала 189 километров. В ряде стран (например, в Великобри- тании) именно немцы считаются перво- проходцами космоса. «Фау-2»

Сергей Павлович Королёв ( ) Советский ученый и конструктор в области ракетостроения и космонавтики, академик АН СССР (1958), дважды Герой Социалистического Труда (1956, 1961). Под его руководством созданы баллистические и геофизические ракеты, первые искусственные спутники Земли, спутники различного назначения («Электрон», «Молния-1», «Космос», «Зонд» и др.), космические корабли «Восток», «Восход», на которых впервые в истории совершены космический полет человека и выход человека в космос. Был репрессирован в 1938–1944; находился в заключении на Колыме (1938–1940); затем работал в КБ в Москве (1940–1942) и Казани (1942–1944).

Р-7 («семёрка») Р-7 двухступенчатая ракета, которая обеспечила достижение первой космической скорости и возможность вывода на околоземную орбиту летательных аппаратов массой в несколько тонн. С её помощью на орбиту были выведены первые три спутника. Затем она была модифицирована и превращена в трёхступенчатую для вывода «лунников» и полётов с человеком. Старт первой в мире межконтинентальной баллис- тической ракеты Р-7 состоялся 15 мая 1957 года. Но успешным оказался только третий запуск, произведенный 21 августа.

Первый ИСЗ 4 октября 1957 г. в 19:28 (22 ч 28 мин по московскому времени) с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты- носителя Р-7, которая вывела на околоземную орбиту Первый в мире искусственный спутник Земли, названный «ПС»: «простейший спутник». Запуском первого в мире спутника была открыта новая эра в истории человечества – эра космических полётов.

Спутник имел форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем были установлены два радио- передатчика, непрерывно излучающие сигналы с частотой 20,005 и 40,002 МГц. Спутник находился на орбите до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов. Центральный блок ракеты совершил 882 оборотов вокруг Земли и вошел в плотные слои атмосферы 2 декабря 1957 года. Так первый спутник выглядел изнутри. Первый искусственный спутник Земли

На геофизических ракетах собак отправляли в верхние слои атмосферы начиная с июля 1951 г. Уже имелся надёжный герметичный контейнер. На него «поставили» шарик с передатчиком, подобный первому спутнику, выше укрепили отсек с приборами для исследования солнечного и космического излучений. Королёв принял решение запустить следующей ракетой космический аппарат с собакой на борту.

Возникла проблема солнечного перегрева спутника, соединённого с центральным блоком. И сам биологический контейнер, рассчи- танный на короткий полёт, не годился для длительного орбитального путешествия. В контейнере стала резко повышаться температура, и Лайка погибла уже на первых витках. Второй искусственный спутник «ПС-2» имел массу 508,3 кг. 3 ноября 1957 г. спутник с Лайкой ушёл в космос. Эксперимент с Лайкой получился совсем коротким.

Первый полёт человека в космос Решение о полёте человека в космос было принято в 1959 г., и первые 20 кандидатов начали подготовку. В августе 1960 г. правительство СССР утвердило «Положение о космонавтах», тогда же отобрали «ударную шестёрку» для подготовки к полёту. С. П. Королёв с первым отрядом советских космонавтов 3 апреля 1961 г. состоялось заседание Президиума ЦК КПСС, на котором приняли решение о запуске человека в космос. В январе 1961 г. Ю. А. Гагарин, Г. С. Титов, Г. Г. Нелюбов, А. Г. Николаев, В. Ф. Быковский и П. Р. Попович успешно сдали экзамены Государственной комиссии.

проверить возможность пребывания человека в космосе и надёжность средств приземления. Пилотом-космонавтом корабля-спутника Государственная комиссия назначила Юрия Алексеевича Гагарина. Главная задача : Первый полёт человека в космос

Юрий Алексеевич Гагарин ( ) Советский космонавт, лётчик- космонавт СССР (1961), полковник, Герой Советского Союза (1961). 12 апреля 1961 впервые в истории человечества совершил полет в космос на космическом корабле «Восток». Участвовал в обучении и тренировке экипажей космонавтов. Погиб во время тренировочного полета на самолете.

в 6:18 (9:18 по московскому времени) с космодрома Байконур первые в мире был выведен на орбиту спутник Земли с человеком на борту. Полёт продолжался 108 минут. 12 апреля 1961 г. Первый полёт человека в космос

По завершении программы пускаемый аппарат и космонавт отдельно друг от друга на парашютах совершили успешную посадку в Саратовской области. Первый полёт человека в космос

Через три недели в космосе в пятнадцатиминутном суборбитальном полете побывал американский астро- навт Алан Шепард. Вторым русским космонавтом стал Герман Степанович Титов. Старт корабля «Восток-2» состо- ялся 6 августа 1961 года.

16 июня 1963 года на корабле «Восток-6» полёт совершила первая женщина- космонавт Валентина Терешкова.

Выход в открытый космос 18 марта 1965 г. Алексей Леонов впервые вышел в открытый космос. Старт «Восхода-2» с космонавтами А. А. Леоновым и П. И. Беляевым состоялся 18 марта 1965 г.

Схема выхода в открытый космос из космического корабля «Восход-2»

Из-за технических неполадок, при посадке космонавты отклонились на 568 км от расчётной точки. Их Их обнаружили только через четыре часа после приземления в 180 км от Перми в глухом таёжном лесу. На следующее утро, 20 марта лишь к половине двенадцатого к космонавтам пробилась первая группа спасателей. Утром 21 марта вместе со спасателями Беляев и Леонов двинулись к вертолёту. На аэродроме их уже ждал специальный самолёт Ан-10, в 11 ч вылетевший с космонавтами на Байконур. Выход в открытый космос

Великую лунную эпопею начали американцы 17 августа 1958 года. Их первый аппарат получил название «Пионер». Планировалось не только долететь до Луны, но и при помощи специального двигателя осуществить выход на орбиту искусственного спутника Луны. Однако ракета-носитель пролетела всего 16 км и взорвалась на 77-й секунде полёта. Время лететь к Луне 23 сентября 1958 года в СССР был запущен первый аппарат серии E (Луна) на РН «Восток». Аппарат должен был долететь до Луны, не тормозя удариться об неё и доставить на поверхность советский вымпел. Но ракета пролетела чуть дольше американской и взорвалась на 93-й секунде полёта.

Второй запуск американцы произвели 11 октября 1958 г. Из-за недобора в скорости 250 м/с аппарат удалился от Земли только на км (~1/3 расстояния до Луны), после чего вернулся на Землю, и войдя в плотные слои атмосферы приблизительно через 43 часа после старта сгорел в них. «Пионер-2», запущенный 8 ноября, ушёл на расстояние 1550 км и вернулся в атмосферу. На другой день ещё одну попытку предприняли в СССР. Второму аппарату Е- 1 повезло чуть больше, чем его предшественнику: ракета взорвалась и упала на 104-й секунде, не выйдя за пределы земной атмосферы. Третий аппарат Е-1 4 декабря 1958 г. разделил судьбу предшественников: ракета летела только 245 с и не успела выйти в космическое пространство. «Луна-1»

«Пионер-3», запущенный 6 декабря 1958 г., преодолел чуть больше 102 тыс. км, но второй космической скорости так и не достиг. 2 января 1959 г. четвёртый аппарат Е-1 отправился навстречу Луне. Была преодолена вторая космическая скорость. Но аппарат прошёл в 6 тыс. км от Луны, пересёк её орбиту и стал первым в истории искусственным спутником Солнца. «Пионер-3» перед стартом

Запуск аппарата «Пионер-4» состоялся 3 марта 1959 года. На сей раз запуск через 40 часов аппарат пролетел мимо Луны, минимальное расстояние до неё составило км (расчетное км). Из-за такого отклонения оказались невозможными изменения радиации вблизи Луны. Но были получены новые данные о радиационных поясах Земли. 18 июня 1959 г. был запущен пятый советский аппарат серии Е-1. Но его пришлось подорвать из-за отказа ракеты. 12 сентября 1959 года состоялся очередной советский запуск. Ракета пошла прямо на Луну и доставила советский вымпел в Море Дождей между кратерами Архимед, Аристилл и Автолик. Ныне этот район в честь российской станции «Луна-2» зовётся Заливом Лунника.

4 октября 1959 г., была запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-3» (Е-2А). Задачи запуска сфотографировать обратную сторону Луны и передать снимки на Землю. Все поставленные задачи удалось выполнить. Время старта было строго соблюдено, и аппарат оказался точно на расчётной траектории. Съёмка проводилась 7 октября с расстояния 65–68 тыс. км от Луны, а 18 октября станция, вновь приблизившись к Земле, передала фотографии по радиоканалу.

Схема полёта первого лунного фотографа советской станции «Луна-3» Луна Фотографирование Орбита Луны Передача фотоснимков Земля Траектория полёта КА

11 марта 1960 г. в США была запущена автоматическая межпланетная станция (АМС) «Пионер-5». Предназна- ченный для исследования межпланетного пространства аппарат ушёл в сторону Венеры. «Пионер-6», 7, 8, 9, E При расчетном сроке работы 6 месяцев они функционировали несколько десят- ков лет. Так что аппараты которые планировалось использовать для заме- ны друг друга стали функционировать совместно и осуществили комплексное исследование Солнца. Целью аппаратов было изучение солнечной плазмы, космических лучей, магнитных возмуще- ний, солнечного ветра, физики частиц.

Станция «Пионер-10» стала первым аппаратом преодолевшим третью космическую скорость и отправившимся к звездам.

После «Пионеров» в США была разработана программа «Рейнджер». Она предусматривала выведение космических кораблей к Луне и соударение с ней. Но до столкновения должна была вестись съёмка её поверхности. С 1961 по 1965 г. произведено 9 запусков по этой программе. Первые два КА предназначались для «тренировок» на околоземной высокоэллиптической орбите, однако с задачей не справились. Следующие три в Луну не попали. Только «Рейнджер-4» достиг её поверхности, но из-за сбоя системы управления никаких данных получено не было. «Рейнджер-6» в январе 1964 года добрался до цели, но в результате отказа телекамеры задачу не выполнил. И лишь три последних аппарата оправдали надежды. «Рейнджер-7» и «Рейнджер-8» передали несколько тысяч фотоснимков. Ставший последним «Рейнджер-9» передал на Землю почти 6 тысяч изображений Луны.

Снимки кратера Альфонса «Рейнджер-9»

31 января 1966 года в космос устремилась советская станция «Луна-9». Через трое суток аппарат сбросил на лунную поверхность контейнер со станцией. Были впервые получены снимки лунных камней. В декабре 1966 года была запущена станция «Луна-13». Она передала на Землю пять лунных панорам и выполнила исследование грунта.

9 ноября 1967 года в США впервые стартовала сверхтяжелая РН «Сатурн-V» с космическим кораблём «Аполлон-4». Последующие 13 запусков «Сатурна-V» прошли удачно. 11 октября 1968 года ракетой «Сатурн-IB» на околоземную орбиту был выведен «Аполлон-7» с тремя астронавтами. 21 декабря того же года еще три астронавта на «Аполлоне-8» совершили полёт вокруг Луны. 16 июля 1969 года стартовал «Аполлон-11»

Нейл Армстронг сделал первый шаг по поверхности естественного спутника Земли со словами: Нейл Армстронг сделал первый шаг по поверхности естественного спутника Земли со словами: «Это маленький шаг для человека, но огромный скачок для человечества». В течение четырех последующих лет на Луну высадились еще десять американцев. 21 июля 1969 года лунный модуль «Аполлона-11», ведомый Нейлом Армстронгом и Эдвином Олдрином прилунился.

24 сентября 1970 года на Землю был доставлен лунный грунт с помощью станции «Луна-16». 10 ноября уходит в космос «Луна-17» с аппаратом «Луноход-1». Луноход работал почти год. Он прошёл больше 10 км, передал на Землю свыше 20 тысяч снимков, провёл сотни измерений и экспе- риментов.

15 июля 1975 г. состоялся первый в истории мировой космонавтики совместный советско-американский полёт, в котором участвовали корабли «Союз» и «Аполлон». По инициативе Академии наук СССР и НАСА подготовка к нему велась с 1970 г 15 июля 1975 г. состоялся первый в истории мировой космонавтики совместный советско-американский полёт, в котором участвовали корабли «Союз» и «Аполлон». По инициативе Академии наук СССР и НАСА подготовка к нему велась с 1970 г. Космический корабль «Аполлон» Служебный модуль Командный модуль (спускаемый аппарат) Переходной отсек Зона стыковки андрогинных узлов Орбитальный отсек Спускаемый аппарат Приборно- агрегатный отсек Маршевый двигатель Космический корабль «Союз» Солнечные батареи Стыковка состоялась 17 июля 1975 г. в 19 ч 12 мин.