Мстислав Всеволодович Келдыш (1911–1978)

Советский учёный в области прикладной математики и механики, крупный организатор советской науки, один из идеологов советской космической программы. Президент Академии наук СССР (1961–1975).

Академик АН СССР (1946; член-корреспондент 1943). Трижды Герой Социалистического Труда (1956, 1961, 1971). Лауреат двух Сталинских премий (1942, 1946) и Ленинской премии (1957). Член КПСС с 1949. Член ЦК КПСС (1961–1978).

В газетах, соблюдая секретность, его называли теоретиком космонавтики. Сразу после войны математик и механик Келдыш стал заниматься ракетной тематикой. Помогал Королёву создать оптимальную конструкцию ракеты Р-7, которая и открыла космическую эру.

Под руководством Келдыша был создан баллистический вычислительный центр, вошедший в систему управления полётами космических аппаратов. Вскоре после полёта Гагарина стал президентом Академии наук СССР. Как глава академии он был публичной личностью, но его участие в космической программе оставалось засекреченным.

Родился в семье Всеволода Келдыша, профессора, генерал-майора инженерно-технической службы, основоположника методологии расчёта строительных конструкций, которого называли «отцом русского железобетона». Своё дворянское происхождение М. В. Келдыш никогда не скрывал (на вопрос анкеты о социальном происхождении отвечал: «из дворян»). Дед по линии матери – полный генерал от артиллерии А. Н. Скворцов, дед по линии отца – М. Ф. Келдыш, окончивший духовную семинарию, но затем избравший медицинскую стезю и дослужившийся до генеральского чина. Мать – Мария Александровна (урождённая Скворцова) – была домохозяйкой.

Окончив МГУ (1931), по рекомендации А. И. Некрасова Келдыш был направлен в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Научную жизнь ЦАГИ в это время возглавлял выдающийся отечественный механик Сергей Алексеевич Чаплыгин, под его руководством регулярно проводился научный семинар, активным участником которого стал Келдыш.

Келдыш занимался механикой и аэрогазодинамикой летательных аппаратов. Большое значение имеют работы Келдыша, выполненные под руководством Ю. Б. Румера, связанные с решением проблемы флаттера, который в конце 1930-х годов стал препятствием в развитии скоростной авиации. Работы Келдыша в области аэродинамики больших скоростей имели важное значение для развития реактивной авиации. Келдышем были также найдены простые конструктивные решения для устранения эффекта шимми – самовозбуждающихся колебаний носового колеса шасси самолёта.

Келдыш участвовал в работах по созданию советской термоядерной бомбы. Для этого в 1946 году он организовал специальное расчётное бюро при МИАН. За участие в создании термоядерного оружия Келдышу в 1956 году было присвоено звание Героя Социалистического Труда.

В 1946 году Келдыш был назначен начальником НИИ-1 Министерства авиационной промышленности, с 1950 года стал научным руководителем этого учреждения и занимал этот пост до 1961 года.

Не сразу вошёл в Совет главных конструкторов, возглавляемый С. П. Королёвым, хотя был одним из основоположников развёртывания работ по исследованию космоса и созданию ракетно-космических систем.

Стал членом команды, возглавив с середины 1950-х годов разработку теоретических предпосылок вывода искусственных тел на околоземные орбиты, а в дальнейшем – полётов к Луне и планетам Солнечной системы.

Важное место в деятельности Келдыша занимало научное руководство работами, осуществляемыми в сотрудничестве с другими странами по программе «Интеркосмос».

За подготовку первого полёта человека в космос (Ю. А. Гагарин, 12 апреля 1961 года) был вторично удостоен звания Героя Социалистического Труда.

 

Начало космической эры

Космос – это всё, что есть, что когда-либо было и когда-нибудь будет. Одно созерцание Космоса потрясает: дрожь бежит по спине, перехватывает горло, и появляется чувство, слабое, как смутное воспоминание, будто падаешь с высоты. Мы сознаём, что прикасаемся к величайшей из тайн.

Карл Саган

 

Через 40 лет после того как был найден проект летательного аппарата, созданный Кибальчичем, 4 октября 1957 года СССР произвел запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Его диаметр составлял 58 см, а вес 83,6 кг. Первый советский спутник позволил впервые измерить плотность верхней атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере, отработать вопросы выведения на орбиту, тепловой режим и др.

3 ноября Советский Союз сообщил о выведении на орбиту второго советского спутника. В отдельной герметической кабине находились собака Лайка и телеметрическая система для регистрации её поведении в невесомости. Спутник был также снабжен научными приборами для исследования излучения Солнца и космических лучей.

6 декабря 1957 года в США была предпринята попытка запустить спутник «Авангард-1» с помощью ракеты-носителя, разработанной Исследовательской лабораторией ВМФ. После зажигания ракета поднялась над пусковым столом, однако через секунду двигатели выключились и ракета упала на стол, взорвавшись от удара.

31 января 1958 года был выведен на орбиту спутник «Эксплорер-1», американский ответ на запуск советских спутников. По размерам и массе он далеко уступал советским. Длина менее 1 м и диаметром только 15,2 см, он имел массу всего лишь 4,8 кг.

Однако его полезный груз был присоеденён к четвертой, последней ступени ракеты-носителя «Юнона-1». Спутник вместе с ракетой на орбите имел длину 205 см и массу 14 кг. На нём были установлены датчики наружной и внутренней температур, датчики эрозии и ударов для определения потоков микрометеоритов и счётчик Гейгера-Мюллера для регистрации проникающих космических лучей.

Важный научный результат полёта спутника состоял в открытии окружающих Землю радиационных поясов. Счётчик Гейгера-Мюллера прекратил счёт, когда аппарат находился в апогее на высоте 2530 км, высота перигея составляла 360 км.

5 февраля 1958 года в США была предпринята вторая попытка запустить спутник «Авангард-1», но она закончилась аварией, как и первая попытка. Наконец 17 марта спутник был выведен на орбиту. В период с декабря 1957 по сентябрь 1959 года было предпринято одиннадцать попыток вывести на орбиту «Авангард-1», только три из них были успешными.

Оба спутника внесли много нового в космическую науку и технику (солнечные батареи, новые данные о плотности верхний атмосферы, точное картирование островов в Тихом океане и т. д.).

17 августа 1958 года в США была предпринята первая попытка послать с мыса Канаверал в окрестности Луны зонд с научной аппаратурой. Она оказалась неудачной. Ракета поднялась и пролетела всего 16 км. Первая ступень ракеты взорвалась на 77 с полёта. 11 октября 1958 года была предпринята вторая попытка запуска лунного зонда «Пионер-1», также оказалась неудачной. И последующие несколько запусков стали неудачными, лишь 3 марта 1959 года «Пионер-4» массой 6,1 кг частично выполнил поставленную задачу: пролетел мимо Луны на расстоянии 60 000 км (вместо планируемых 24 000 км).

Так же, как и при запуске спутника Земли, приоритет в запуске первого зонда принадлежит СССР. 2 января 1959 года был запущен первый созданный руками человека объект, который был выведен на траекторию, проходящую достаточно близко от Луны, на орбиту спутника Солнца. Таким образом, «Луна-1» впервые достигла второй космической скорости. «Луна-1» имела массу 361,3 кг и пролетела мимо Луны на расстоянии 5500 км. На расстоянии 113 000 км от Земли с ракетной ступени, пристыкованной к «Луне-1», было выпущено облако паров натрия, образовавшее искусственную комету. Солнечное излучение вызвало яркое свечение паров натрия, и оптические системы на Земле сфотографировали облако на фоне созвездия Водолея.

«Луна-2», запущенная 12 сентября 1959 года, совершила первый в мире полёт на другое небесное тело. В 390,2-килограммовой сфере размещались приборы, показавшие, что Луна не имеет магнитного поля и радиационного пояса.

Автоматическая межпланетная станция «Луна-3» была запущена 4 октября 1959 года. Вес станции равнялся 435 кг. Основной целью запуска был облет Луны и фотографирование её обратной, не видимой с Земли, стороны. Фотографирование производилось 7 октября в течение 40 минут с высоты 6200 км над Луной.

12 апреля 1961 года в 9 ч 07 мин по московскому времени в нескольких десятках километров севернее поселка Тюратам в Казахстане на советском космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, в носовом отсеке которой размещался пилотируемый космический корабль «Восток» с майором ВВС Юрием Алексеевичем Гагариным на борту. Запуск прошел успешно. Космический корабль был выведен на орбиту с высотой перигея 181 км и высотой апогея 327 км и совершил один виток вокруг Земли за 89 минут. На 108-й минуте после запуска он вернулся на Землю, приземлившись в районе деревни Смеловка Саратовской области. Таким образом, спустя 4 года после выведения первого искусственного спутника Земли Советский Союз впервые в мире осуществил полёт человека в космическое пространство.

Космический корабль состоял из двух отсеков. Спускаемый аппарат, являющийся одновременно кабиной космонавта, представлял собой сферу диаметром 2,3 м, покрытую специальным материалом для тепловой защиты при входе в атмосферу. Управление кораблем осуществлялось автоматически, а также космонавтом. В полёте непрерывно поддерживалась связь с Землей. Атмосфера корабля – смесь кислорода с азотом под давлением 1 атм. (760 мм рт. ст.). «Восток-1» имел массу 4730 кг, а с последней ступенью ракеты-носителя – 6170 кг.

Через четыре недели после полёта Гагарина, 5 мая 1961 года, капитан 3-го ранга Алан Шепард стал первым американским астронавтом.

Хотя он и не достиг околоземной орбиты, он поднялся над Землей на высоту около 186 км. Шепард, запущенный с мыса Канаверал в космическом корабле «Меркурий-3» с помощью модифицированной баллистической ракеты «Редстоун», провёл в полёте 15 мин 22 с до посадки в Атлантическом океане. Он доказал, что человек в условиях невесомости может осуществлять ручное управление космическим кораблем.

«Меркурий» значительно отличался от корабля «Восток». Он состоял только из одного модуля – пилотируемой капсулы в форме усечённого конуса длиной 2,9 м и диаметром основания 1,89 м. Его герметичная оболочка из никелевого сплава имела обшивку из титана для защиты от нагрева при входе в атмосферу. Атмосфера внутри «Меркурия» состояла из чистого кислорода под давлением 0,36 ат.

20 февраля 1962 года США достигли околоземной орбиты. С мыса Канаверал был запущен корабль «Меркурий-6», пилотируемый подполковником ВМФ Джоном Гленном. Гленн пробыл на орбите только 4 ч 55 мин, совершив 3 витка до успешной посадки. Целью полёта Гленна было определение возможности работы человека в корабле «Меркурий». Последний раз «Меркурий» был выведен в космос 15 мая 1963 года.

18 марта 1965 года был выведен на орбиту корабль «Восход» с двумя космонавтами на борту – командиром корабля полковником Павлом Иваровичем Беляевым и вторым пилотом подполковником Алексеем Архиповичем Леоновым. Сразу после выхода на орбиту экипаж очистил себя от азота, вдыхая чистый кислород. Затем был развернут шлюзовой отсек: Леонов вошел в шлюзовой отсек, закрыл крышку люка корабля и впервые в мире совершил выход в космическое пространство. Космонавт с автономной системой жизнеобеспечения находился вне кабины корабля в течение 20 минут, временами отдаляясь от корабля на расстояние до 5 м. Во время выхода он был соединён с кораблем только телефонным и телемеметрическим кабелями. Таким образом, была практически подтверждена возможность пребывания и работы космонавта вне корабля.

3 июня американцами был запущен «Джемени-4» с капитанами Джеймсом Макдивиттом и Эдвардом Уайтом. Во время этого полёта, продолжавшегося 97 ч 56 мин, Уайт вышел из корабля и провёл вне кабины 21 минуту, проверяя возможность манёвра в космосе с помощью ручного реактивного пистолета на сжатом газе.

К большому сожалению, освоение космоса не обошлось без жертв. 27 января 1967 года экипаж, готовившийся совершить первый пилотируемый полёт по программе «Аполлон», погиб во время пожара внутри корабля, сгорев за 15 с в атмосфере чистого кислорода. Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи стали первыми американскими астронавтами, погибшими в корабле.

23 апреля 1967 года с Байконура был запущен новый космический корабль «Союз-1», пилотируемый полковником Владимиром Комаровым. Запуск прошел успешно. На 18-м витке, через 26 ч 45 мин после запуска, Комаров начал ориентацию для входа в атмосферу. Все операции прошли нормально, но после входа в атмосферу и торможения отказала парашютная система. Космонавт погиб мгновенно в момент удара «Союза» о Землю со скоростью 644 км\ч.