21. srpna 1957, přesně před 60 lety, byla z kosmodromu Bajkonur úspěšně vypuštěna první mezikontinentální balistická raketa na světě (ICBM) R-7 na světě. Tato sovětská raketa byla první mezikontinentální balistickou raketou, která byla úspěšně testována a doručila hlavici do mezikontinentálního dosahu. R-7, kterému se také říkalo „sedm“(GRAU index-8K71), byl dvoustupňový mezikontinentální balistický balón s odnímatelnou hlavicí o hmotnosti 3 tuny a doletem 8 tisíc kilometrů.
Později, od 20. ledna 1960 do konce roku 1968, byla u strategických raketových sil SSSR v provozu modifikace této rakety pod označením R -7A (GRAU index - 8K74) se zvýšeným doletem 9,5 tisíce kilometrů.. V zemích NATO byla tato raketa známá jako SS-6 Sapwood. Tato sovětská raketa se stala nejen impozantní zbraní, ale také významným mezníkem v ruské kosmonautice a stala se základem pro výrobu nosných raket určených k vypouštění kosmických lodí a lodí do vesmíru, včetně těch s posádkou. Příspěvek této rakety k průzkumu vesmíru je obrovský: mnoho umělých pozemských satelitů bylo vypuštěno do vesmíru na nosných raketách R-7, počínaje úplně prvními, a první člověk letěl do vesmíru.
Historie vzniku rakety R-7
Historie vzniku RB 7 ICBM začala dlouho před jejím prvním spuštěním - koncem čtyřicátých a začátkem padesátých let minulého století. Během tohoto období bylo podle výsledků vývoje jednostupňových balistických raket R-1, R-2, R-3 a R-5, které vedl vynikající sovětský konstruktér Sergej Pavlovič Korolev, zřejmé, že v budoucnost, dosáhnout na území potenciálního nepřítele, výrazně silnějšího kompozitního vícestupňového raketa, myšlenka jeho vytvoření byla dříve vyjádřena slavným ruským teoretikem kosmonautiky Konstantinem Tsiolkovským.
V roce 1947 zorganizoval Michail Tichonravov samostatnou skupinu ve Výzkumném ústavu dělostřeleckých věd, která začala systematicky studovat možnost vývoje kompozitních (vícestupňových) balistických raket. Po prostudování výsledků, které tato skupina získala, se Korolev rozhodl provést předběžný návrh výkonné vícestupňové rakety. Předběžný výzkum vývoje ICBM byl zahájen v roce 1950: 4. prosince 1950, vyhláškou Rady ministrů SSSR, byla provedena komplexní rešeršní práce na téma „Studie vyhlídek na vytvoření různých typy RDD s doletem 5–10 tisíc kilometrů a hmotností hlavice od 1 do 10 tun. “… A 20. května 1954 bylo vydáno další vládní nařízení, které oficiálně stanovilo před OKB-1 úkol vyvinout balistickou raketu, která by mohla nést termonukleární nálož v mezikontinentálním dostřelu.
Na OKB-456 vznikaly souběžně nové výkonné motory pro raketu R-7, na práci dohlížel Valentin Glushko. Řídicí systém rakety navrhli Nikolaj Piljugin a Boris Petrov, startovací komplex navrhl Vladimír Barmin. Do práce byla zapojena také řada dalších organizací. Země zároveň nastolila otázku vybudování nového testovacího místa mezikontinentálních balistických raket. V únoru 1955 bylo vydáno další nařízení vlády SSSR o zahájení stavby testovacího místa, které bylo pojmenováno 5. výzkumné a testovací místo ministerstva obrany (NIIP-5). Bylo rozhodnuto postavit polygon v oblasti vesnice Bajkonur a křižovatky Tyura-Tam (Kazachstán), později vešlo do historie a dodnes je známé přesně jako Bajkonur. Kosmodrom byl postaven jako velmi tajné zařízení; odpalovací komplex pro nové rakety R-7 byl připraven v dubnu 1957.
Konstrukce rakety R-7 byla dokončena v červenci 1954 a již 20. listopadu téhož roku byla stavba rakety oficiálně schválena Radou ministrů SSSR. Počátkem roku 1957 byla první sovětská mezikontinentální balistická raketa připravena k testování. Počínaje polovinou května 1957 byla provedena první série testů nové rakety, která prokázala přítomnost závažných nedostatků v její konstrukci. Dne 15. května 1957 bylo provedeno první spuštění ICBM R-7. Podle vizuálních pozorování let rakety probíhal normálně, ale poté byly v ocasním prostoru znatelné změny plamene výfukových plynů z motorů. Později, po zpracování telemetrie, bylo zjištěno, že v jednom z bočních bloků došlo k požáru. Po 98 sekundách řízeného letu kvůli ztrátě tahu byla tato jednotka oddělena, načež následoval povel k vypnutí raketových motorů. Příčinou nehody byl únik v palivovém potrubí.
Další start, který byl naplánován na 11. června 1957, se neuskutečnil kvůli poruše motorů centrální jednotky. Několik pokusů o spuštění raketových motorů k ničemu nevedlo, načež automatika vydala příkaz k nouzovému vypnutí. Vedení testu se rozhodlo vypustit palivo a odstranit R-7 ICBM z místa startu. 12. července 1957 mohla raketa R-7 vzlétnout, ale při ztrátě 33 letové stability se raketa začala odchýlit od zadané trajektorie letu. Tentokrát byl příčinou nehody zkrat na těle řídicích signálních obvodů integrátoru podél kanálu otáčení a stoupání.
Teprve čtvrtý start nové rakety, který se uskutečnil 21. srpna 1957, byl uznán za úspěšný, raketa poprvé dokázala dosáhnout cílové oblasti. Raketa byla vypuštěna z Bajkonuru, vypracovala aktivní část trajektorie, načež hlava rakety zasáhla dané náměstí poloostrova Kamčatka (rozsah rakety Kura). Ale ani při tomto čtvrtém spuštění nebylo vše hladké. Hlavní nevýhodou startu bylo zničení hlavy rakety v hustých vrstvách atmosféry na sestupné části její trajektorie. Telemetrická komunikace s raketou byla ztracena 15-20 sekund před odhadovaným časem dosažení zemského povrchu. Analýza spadlých strukturálních prvků raketové hlavice R-7 umožnila zjistit, že destrukce začala od špičky hlavice, a zároveň objasnit velikost přenosu jejího tepelně stínícího povlaku. Získané informace umožnily dokončit dokumentaci raketové hlavice, vyjasnit si pevnost a konstrukční výpočty, rozložení a také co nejdříve vyrobit novou raketu pro další start. Současně, 27. srpna 1957, se v sovětském tisku objevily zprávy o úspěšném testu vícestupňové rakety ultra dlouhého doletu v Sovětském svazu.
Pozitivní výsledky letu první sovětské ICBM R-7 v aktivním úseku trajektorie umožnily pomocí této rakety vypustit první umělé družice Země v historii lidstva 4. října a 3. listopadu téhož roku. R-7, původně vytvořená jako bojová raketa, disponovala potřebnými energetickými schopnostmi, což jí umožňovalo použít k vypuštění značné hmotnosti užitečného nákladu do vesmíru (na oběžnou dráhu Země), což bylo jasně prokázáno vypuštěním první sovětské satelity.
Na základě výsledků 6 zkušebních startů ICBM R-7 byla jeho hlavice výrazně upravena (ve skutečnosti nahrazena novou), byl revidován systém separace hlavic a byly použity také štěrbinové antény telemetrického systému. 29. března 1958 proběhl první start, který byl plně úspěšný (hlava rakety dosáhla cíle bez zničení). Současně v letech 1958 a 1959 pokračovaly letové zkoušky rakety, podle jejichž výsledků byly provedeny všechny nové úpravy její konstrukce. Výsledkem bylo, že usnesením Rady ministrů SSSR a ÚV KSSS č. 192-20 ze dne 20. ledna 1960 byla raketa R-7 oficiálně uvedena do provozu.
Raketová konstrukce R-7
Mezikontinentální balistická raketa R-7, vytvořená na OKB-1 pod vedením hlavního konstruktéra Sergeje Pavloviče Koroleva (hlavní konstruktér Sergeje Sergejeviče Kryukova), byla postavena podle takzvaného „dávkového“schématu. První stupeň rakety se skládal ze 4 bočních bloků, z nichž každý měl délku 19 metrů a maximální průměr 3 metry. Boční bloky byly umístěny symetricky kolem centrálního bloku (druhý stupeň rakety) a byly k němu připojeny dolním a horním pásem silových spojů. Konstrukce raketových bloků byla stejná. Každý z nich se skládal z podpůrného kužele, silového prstence, palivových nádrží, ocasního prostoru a pohonného systému. Všechny jednotky byly vybaveny raketovými motory RD-107 s čerpacím systémem pro zásobování palivovými součástmi. Tento motor byl postaven na otevřeném okruhu a zahrnoval 6 spalovacích komor. V tomto případě byly jako komory řízení použity dvě komory. Raketový motor RD-107 vyvinul na zemský povrch tah 82 tun.
Druhý stupeň rakety (centrální blok) obsahoval prostor pro nástroje, nádrž na palivo a okysličovadlo, silový prstenec, ocasní prostor, hlavní motor a 4 řídicí jednotky. Na druhém stupni byl umístěn ZhRE-108, který měl podobnou konstrukci jako RD-107, ale lišil se velkým počtem komor řízení. Tento motor vyvinul 75 tun tahu na zem. Byl zapnut současně s motory prvního stupně (dokonce i v okamžiku startu) a pracoval podle toho déle než motor s kapalným pohonem prvního stupně. Start všech dostupných motorů prvního a druhého stupně hned na startu byl proveden z toho důvodu, že v té době tvůrci rakety neměli důvěru v možnost spolehlivého zapalování motorů druhého stupně ve velké výšce. Podobnému problému pak čelili američtí designéři, kteří pracovali na svých Atlas ICBM.
LPRE RD-107 v Památném muzeu kosmonautiky v Moskvě
Všechny motory první sovětské ICBM R-7 používaly dvousložkové palivo: palivo-petrolej T-1, okysličovadlo-kapalný kyslík. K pohonu sestav turbočerpadel raketových motorů byl použit horký plyn vytvořený v generátoru plynu během katalytického rozkladu peroxidu vodíku a stlačený dusík byl použit k natlakování nádrží. Aby byl zajištěn daný rozsah letu rakety, byl na něj umístěn automatický systém pro regulaci provozních režimů motorů a také systém pro synchronní vyprazdňování nádrží (SOB), který umožnil snížit garantovaný přísun paliva. Konstrukce a uspořádání rakety R-7 zajišťovalo start všech jejích motorů v době startu pomocí speciálních pyro-zapalovacích zařízení, byly umístěny v každé ze 32 spalovacích komor. Tempomatové raketové motory této rakety se na svou dobu vyznačovaly velmi vysokými energetickými a hmotnostními charakteristikami a také se příznivě vyznačovaly vysokou mírou spolehlivosti.
Byl zkombinován řídicí systém mezikontinentální balistické rakety R-7. Autonomní subsystém byl zodpovědný za zajišťování úhlové stabilizace a stabilizace těžiště, zatímco raketa byla na aktivní noze trajektorie. A subsystém radiotechniky byl zodpovědný za opravu bočního pohybu těžiště v konečné fázi aktivního úseku trajektorie a vydání příkazu k vypnutí motorů. Výkonnými orgány systému pro řízení raket byly vzduchová kormidla a rotační komory motorů řízení.
Hodnota rakety R-7 při dobývání vesmíru
R-7, kterému mnozí říkali jednoduše „sedm“, se stal předkem celé rodiny nosných raket sovětské a ruské výroby. Byly vytvořeny na základě ICBM R-7 v rámci procesu hluboké a vícestupňové modernizace. Od roku 1958 do současnosti vyrábí všechny rakety rodiny R-7 společnost TsSKB-Progress (Samara).
Spouštějte vozidla na bázi R-7
Úspěch a v důsledku toho i vysoká spolehlivost konstrukce rakety v kombinaci s dostatečně velkým výkonem pro ICBM umožnily použít ji jako nosnou raketu. Již během provozu R-7 v této kapacitě byly identifikovány některé nedostatky, probíhal proces jeho postupné modernizace za účelem zvýšení hmotnosti užitečného zatížení vyneseného na oběžnou dráhu, spolehlivosti a také rozšíření řady úkolů řešených raketa. Nosné rakety této rodiny skutečně otevřely vesmírný věk celému lidstvu, s jejich pomocí byly mimo jiné provedeny:
- vypuštění první umělé družice na oběžnou dráhu Země;
- vypuštění prvního satelitu s živým tvorem na palubě na oběžnou dráhu Země (pes-kosmonaut Laika);
- vypuštění první kosmické lodi s mužem na palubě na oběžnou dráhu Země (let Jurije Gagarina).
Spolehlivost konstrukce rakety R-7, kterou vytvořil Korolev, umožnila vyvinout na jejím základě celou rodinu nosných raket: Vostok, Voskhod, Molniya, Sojuz, Sojuz-2 a jejich různé modifikace. Nejnovější z nich se navíc dnes aktivně používají. Rodinné rakety R-7 se staly nejhmotnější v historii, počet jejich startů je již asi 2000, jsou také uznávány jako jedny z nejspolehlivějších na světě. K dnešnímu dni byly všechny starty Sovětského svazu a Ruska s posádkou prováděny pomocí nosných raket této rodiny. V současné době Roskosmos a vesmírné síly aktivně provozují rakety Sojuz-FG a Sojuz-2 této rodiny.
Duplicitní kopie Gagarinova „Vostok-1“. Vystaveno na území Muzea kosmonautiky v Kaluze
