«Первый космический корабль стартует с Земли со скоростью 0,68 с...» Так начинается текст задачи в учебнике по физике для учеников 11 класса, призванной способствовать закреплению в их сознании основных положений релятивистской механики. Итак: «Первый космический корабль стартует с поверхности земли со скоростью 0,68 c. Второй аппарат начинает движение с первого в том же направлении со скоростью V2 = 0,86 с. Необходимо вычислить скорость второго судна относительно планеты Земля».
Желающие проверить свои знания могут потренироваться в решении этой задачи. Можно также вместе со школьниками принять участие в решении теста: «Первый космический корабль стартует с поверхности земли со скоростью 0,7 с. (с — обозначение скорости света). Второй аппарат начинает движение с первого в том же направлении. Его скорость - 0,8 с. Следует вычислить скорость второго судна относительно планеты Земля».
У тех, кто считает себя сведущим в этом вопросе, имеется возможность сделать выбор – предлагаются четыре варианта ответов: 1) 0; 2) 0,2 с; 3) 0,96 с; 4) 1,54 с.
Важной дидактической целью авторы данного урока выдвигают ознакомление учащихся с физическим и философским смыслом постулатов Эйнштейна, сущностью и свойствами релятивистского понятия времени и пространства и т.д. Воспитательной целью урока является выработка у юношей и девушек диалектико-материалистического мировоззрения.
Но читатели статьи, знакомые с историей отечественных космических полетов, согласятся с тем, что задачи, в условиях которых упоминается выражение «первый космический корабль», способны сыграть более значительную воспитательную роль. При желании учителем с использованием этих задач могли бы быть раскрыты как познавательный, так и патриотический аспекты вопроса.
Первый космический корабль в космосе, успехи отечественной космической науки вообще - что об этом известно?
О значении космических исследований
Космическими исследованиями были внесены в науку ценнейшие данные, которые позволили постичь суть новых явлений природы и поставить их на службу людям. Используя искусственные спутники, ученые смогли определить точную форму планеты Земля, при помощи изучения орбиты стало возможным проследить за районами магнитных аномалий в Сибири. С применением ракет и спутников смогли открыть и исследовать радиационные пояса вокруг Земли. С их помощью стало возможным решение многих других сложных проблем.
Первый космический корабль, посетивший Луну
Луна - небесное тело, с которым связаны наиболее эффектные и впечатляющие успехи космической науки.
Полет к Луне впервые в истории был осуществлен 2 января 1959 автоматической станцией «Луна-1». Первый запуск искусственного спутника "Луна-1" был значительным прорывом в сфере освоения космического пространства. Но главная цель проекта не была достигнута. Она заключалась в осуществлении перелета с Земли на Луну. Запуск спутника позволил получить ценную научную и практическую информацию, касающуюся полетов к другим космическим телам. В ходе осуществления полета «Луны-1» была развита (впервые!) вторая космическая скорость. Кроме того, стало возможным получение данных о радиационном поясе земного шара, добыты другие ценные сведения. Мировая печать присвоила космическому аппарату «Луна-1» имя «Мечта».
АМС «Луна-2» повторяла предшественницу практически полностью. Используемые приборы и оборудование позволяли вести наблюдение за межпланетным пространством, а также корректировать сведения, полученные "Луной-1". Запуск (12 сентября 1959) также осуществлялся с использованием РН 8К72.
14 сентября «Луна-2» достигла поверхности природного спутника Земли. Был совершен первый в истории полет с нашей планеты на Луну. На борту АМС содержались три символических вымпела, на которых стояла надпись: «СССР, сентябрь 1959». В середину был помещен металлический шар, который при ударе о поверхность небесного тела разлетался на десятки мелких вымпелов.
Задачи, поставленные перед автоматической станцией:
- достижение поверхности Луны;
- развитие второй космической скорости;
- преодоление тяготения планеты Земля;
- доставка на лунную поверхность вымпелов «СССР».
Все они были выполнены.
«Восток»
Это был самый первый космический корабль в мире из всех, выведенных на орбиту Земли. Академиком М. К. Тихонравовым под руководством знаменитого конструктора С. П. Королева разработки проводились в течение долгих лет, начиная с весны 1957 г. В апреле 1958-го стали известны приблизительные параметры будущего корабля, а также и его общие показатели. Предполагалось, что первый космический корабль будет иметь вес около 5 тонн и что при входе в атмосферу ему потребуется дополнительная теплозащита весом около 1,5. Кроме того, было предусмотрено катапультирование пилота.
Создание экспериментального аппарата закончилось в апреле 1960-го. Летом были начаты его испытания.
Первый космический корабль «Восток» (фото его ниже) состоял из двух элементов: приборного отсека и спускаемого аппарата, соединенных между собой.
Судно было оснащено ручным и автоматическим управлением, ориентацией на Солнце и Землю. Кроме того, имелись приземление, терморегулировка и электропитание. Борт был рассчитан на полет одного пилота в скафандре. В судне имелось два иллюминатора.
Первый космический корабль отправился в космос в 1961-м, 12 апреля. Сейчас эта дата празднуется как День космонавтики. В этот день Ю.А. Гагарин вывел на орбиту первое в мире космическое судно. Им был произведен оборот вокруг Земли.
Главной задачей, которую выполнял первый космический корабль с человеком на борту, было исследование самочувствия и работоспособности космонавта за пределами нашей планеты. Успешным полетом Гагарина: нашего соотечественника, первого человека, увидевшего Землю из космоса - развитие науки было выведено на новую ступень.
Настоящий полёт в бессмертие
«Первый космический корабль с человеком на борту был выведен на орбиту Земли 12 апреля 1961 года. Первым пилотом-космонавтом корабля-спутника "Восток" стал гражданин СССР, летчик, майор Гагарин Ю. А.»
Слова из памятного сообщения ТАСС навсегда остались в истории, на одной из наиболее знаменательных и ярких ее страниц. По истечении десятилетий полеты в космос превратятся в обычное, будничное явление, но полет, совершенный человеком из небольшого городка в России – Гжатска - навсегда остался в сознании многих поколений как великий человеческий подвиг.
Космическая гонка
Между Советским Союзом и США в те годы шло негласное соревнование за право играть ведущую роль в деле завоевания космоса. Лидером соревнования был Советский Союз. У США недоставало мощных ракет-носителей.
Советской же астронавтикой уже была проверена их работа в январе 1960 г. в ходе испытаний в районе Тихого океана. Всеми крупными газетами мира публиковалась информация, что в СССР скоро будет запущен человек в космос, что, безусловно, оставит США позади. Все люди мира ждали первого полета человека с огромным нетерпением.
В апреле 1961-го человек впервые взглянул на Землю из космоса. «Восток» устремился навстречу Солнцу, вся планета следила за этим полетом у радиоприемников. Мир был потрясен и взволнован, все неотрывно наблюдали за ходом величайшего в истории человечества эксперимента.
Минуты, которые потрясли мир
«Человек в космосе!» Этим известием была прервана на полуслове работа радио и телеграфных агентств. «Советами запущен человек! Юрий Гагарин в космосе!»
«Востоку» на то, чтобы облететь планету, понадобились всего 108 минут. И эти минуты не только свидетельствовали о скорости полета космического борта. Это были первые минуты новой космической эры, именно поэтому ими так был потрясен мир.
Гонка между двумя сверхдержавами за звание победителя в борьбе за освоение космоса завершилась победой СССР. В мае США по баллистической траектории также запустили человека в космос. И все же начало выхода человека за пределы атмосферы Земли было положено советскими людьми. Первый космический корабль «Восток» с космонавтом на борту был послан именно Страной Советов. Этот факт явился предметом необычайной гордости советских людей. Причем полет длился дольше, проходил гораздо выше, шел по значительно более сложной траектории. Кроме того, первый космический корабль Гагарина (фото представляет его внешний вид) нельзя сравнить с капсулой, в которой совершил полет американский пилот.
Утро эры космоса
Эти 108 минут изменили жизнь Юрия Гагарина, нашей страны и всего мира навсегда. После того как вышел в космос первый космический корабль с человеком на борту, это событие люди Земли стали считать утром космической эры. На планете не было человека, который пользовался бы такой огромной любовью не только своих сограждан, но и людей всего мира, вне зависимости от национальной принадлежности, политических и религиозных убеждений. Его подвиг явился олицетворением всего лучшего, созданного человеческим разумом.
«Посол мира»
Облетев Землю на корабле «Восток», Юрий Гагарин отправился в путешествие по странам мира. Всем хотелось увидеть и услышать первого в мире космонавта. Его одинаково радушно принимали премьер-министры и президенты, великие князья и короли. А также Гагарина радостно встречали шахтеры и докеры, военные и ученые, студенты великих университетов мира и старейшины заброшенных селений в Африке. Первый космонавт был одинаково прост, дружелюбен и приветлив со всеми. Это был настоящий «посол мира», признанный народами.
«Один большой и прекрасный человеческий дом»
Дипломатическая миссия Гагарина была для страны очень важной. Никто бы не смог настолько успешно, как это сделал первый побывавший в космосе человек, завязать узелки дружбы между людьми и народами, соединить мысли и сердца. Он обладал незабываемой, обворожительной улыбкой, удивительной доброжелательностью, которые объединяли людей разных стран, различных убеждений. Необыкновенно убедительными были его страстные, идущие от всего сердца выступления, призывающие к миру во всем мире.
«Я видел, как красива Земля, - говорил Гагарин. - Из космоса неразличимы границы государств. Наша планета выглядит из космоса как один большой и прекрасный человеческий дом. Все честные люди Земли ответственны за порядок и мир в своем доме». Ему безгранично верили.
Невиданный взлет страны
На рассвете того незабываемого дня он был знаком ограниченному кругу людей. В полдень его имя узнала вся планета. К нему потянулись миллионы, его полюбили за доброту, молодость, красоту. Для человечества он стал предвестником будущего, разведчиком, вернувшимся из опасного поиска, открывшим новые пути к познанию.
В глазах многих он олицетворял свою страну, был представителем народа, в свое время внесшего огромный вклад в победу над фашистами, а теперь первым поднявшегося в космос. Имя Гагарина, которому было присвоено звание Героя Советского Союза, стало символом невиданного взлета страны к новым высотам социального и экономического прогресса.
Начальный этап исследования космоса
Еще до совершения знаменитого полета, когда первый космический корабль с человеком на борту был запущен в космос, Гагарин задумывался о том, какое значение для людей имеет освоение космоса, для чего нужны могучие корабли и ракеты. Зачем монтируются телескопы и рассчитываются орбиты? Для чего взлетают спутники и поднимаются антенны радиостанций? Он очень хорошо понимал насущную необходимость и важность этих дел и стремился внести свою лепту в начальный этап исследования человеком космоса.
Первый космический корабль «Восток»: задачи
Основными научными задачами, которые стояли перед кораблем «Восток», были следующие. Во-первых, изучение воздействия условий полёта на орбите на состояние организма человека и его работоспособность. Во-вторых, проверка принципов построения космических кораблей.
История создания
В 1957 г. С.П. Королёвым в рамках научного ОКБ был организован специальный отдел № 9. В нем предусматривалось проведение работ по созданию искусственных спутников нашей планеты. Отдел возглавлялся соратником Королёва М.К. Тихонравым. Также здесь исследовались вопросы создания спутника, пилотируемого человеком на борту. В качестве ракеты-носителя рассматривалась королёвская Р-7. По расчётам, ракета с третьей степенью защиты была в состоянии вывести пятитонный груз на низкую околоземную орбиту.
В расчетах на ранней стадии разработки принимали участие математики Академии наук. Было сделано предупреждение, что десятикратная перегрузка может привести к баллистическому спуску с орбиты.
В отделе исследовались условия осуществления этой задачи. Пришлось отказаться от рассмотрения крылатых вариантов. Как наиболее приемлемый способ возвращения человека изучались возможности его катапультирования и дальнейшего спуска на парашюте. Отдельного спасения спускаемого аппарата при этом не предусматривалось.
В ходе проводимых медицинских исследований было доказано, что наиболее приемлемой для человеческого организма является сферическая форма спускаемого аппарата, позволяющая выдерживать значительные нагрузки без серьёзных последствий для здоровья космонавта. Именно сферическая форма была выбрана для производства спускаемого аппарата пилотируемого судна.
Первым был отправлен корабль «Восток-1К». Это был автоматический полёт, который состоялся в мае 1960 г. Позднее создали и отработали модификацию «Восток-3КА», которая была полностью готова к проведению пилотируемых полётов.
Кроме одного неудавшегося полета, закончившегося аварией ракеты-носителя на самом старте, программой был предусмотрен запуск шести беспилотных аппаратов и шести пилотируемых космических кораблей.
Программой осуществлены:
- проведение полета человека в космос - первый космический корабль «Восток 1» (фото представляет изображение судна);
- полёт длительностью в сутки: «Восток-2»;
- проведение групповых полётов: «Восток-3» и «Восток-4»;
- участие в космическом полёте первой женщины-космонавта: «Восток-6».
«Восток»: характеристики и устройство корабля
Характеристики:
- вес - 4,73 т;
- длина - 4,4 м;
- диаметр - 2,43 м.
Устройство:
- сферический спускаемый аппарат (2,46 т, 2,3 м);
- орбитальный и конический приборные отсеки (2,27 т, 2,43 м) - предусмотрено их механическое соединение между собой при помощи пиротехнических замков и металлических лент.
Оснащение
Автоматическое и ручное управление, автоматическая ориентация на Солнце и ручная ориентация на Землю.
Жизнеобеспечение (предусмотрено на протяжении 10 суток поддержание внутренней атмосферы, соответствующей параметрам атмосферы Земли).
Командно-логическое управление, электропитание, терморегулирование, приземление.
Для работы человека
С целью обеспечения работы человека в космосе борт был оснащен следующей аппаратурой:
- автономные и радиотелеметрические устройства, необходимые для осуществления контроля состояния космонавта;
- устройства для радиотелефонной связи с наземными станциями;
- командная радиолиния;
- программно-временные устройства;
- телевизионная система для наблюдения за пилотом с Земли;
- радиосистема для осуществления контроля орбиты и пеленгации судна;
- тормозная двигательная установка и другие.
Устройство спускаемого аппарата
В спускаемом аппарате было два иллюминатора. Один из них располагался на входном люке, немного выше головы пилота, другой, со специальной системой ориентации, размещался в полу у его ног. Одетый в скафандр космонавт располагался в катапультируемом кресле. Предусматривалось, что после проведения торможения спускаемого аппарата на высоте 7 км космонавт должен катапультироваться и на парашюте совершить приземление. Кроме того, имелась возможность приземления пилота внутри самого аппарата. В спускаемом аппарате имелся парашют, но не было предусмотрено оснащение средствами для мягкой посадки. Это грозило находящемуся в нём человеку серьёзными ушибами при приземлении.
Если бы отказали автоматические системы, космонавт мог бы использовать ручное управление.
В кораблях «Восток» не было приспособлений для полётов человека на Луну. В них был недопустимым полёт людей без специальной подготовки.
Кто пилотировал корабли «Восток»?
Ю. А. Гагарин: первый космический корабль «Восток – 1». Фото внизу представляет изображение макета судна. Г. С. Титов: «Восток-2», А. Г. Николаев: «Восток-3», П.Р. Попович: «Восток-4», В. Ф. Быковский: «Восток-5», В. В. Терешкова: «Восток-6».
Заключение
108 минутами, в течение которых «Восток» совершил оборот вокруг Земли, была навсегда изменена жизнь планеты. Памятью об этих минутах дорожат не только историки. Живущими поколениями и нашими далекими потомками будут с уважением перечитываться документы, повествующие о рождении новой эры. Эры, которая открыла людям путь в бескрайние просторы Вселенной.
Насколько бы далеко ни продвинулось человечество в своем развитии, оно всегда будет помнить об этом удивительном дне, когда человек впервые оказался один на один с космосом. Люди всегда будут помнить бессмертное имя славного пионера космоса, которым стал обыкновенный русский человек - Юрий Гагарин. Все сегодняшние и завтрашние достижения космической науки можно считать шагами по его следу, результатом одержанной им победы - первой и самой главной.
