Этот звук изменил всё. Простой радиосигнал, который в октябре 1957 года услышал весь мир. Впервые в истории аппарат, созданный человеком, вещал из космоса. Это был триумф радиотехники. Но одной радиотехникой тут было не обойтись. Чтобы этот радиопередатчик зазвучал в безвоздушном пространстве, нужен был носитель. Сегодняшний выпуск не совсем про связь, потому что история создания Первого спутника есть история ракеты.
И началось всё... с древней китайской легенды. Чиновник по имени Ван Ху, живший то ли две тысячи лет назад, то ли в XVI веке — решил улететь с Земли на ракете. Ну, как на ракете... На стуле из пороховых фейерверков. Сами понимаете, чем закончилась эта попытка. Главное, что стояло на его пути — да и на пути всего человечества — сила земного притяжения. Та самая сила тяжести, которую мы ощущаем каждый день. Просто чтобы оторваться от Земли, нужно развить колоссальную скорость. Не говоря уже о том, чтобы преодолеть атмосферу и выжить в открытом космосе.
Но если Ван Ху — это забавная легенда, то дальше начинается реальность. Исаак Ньютон, словенский ракетный инженер Герман Поточник, фантаст сэр Артур Кларк, русский изобретатель Циолковский и Королёв — все они неизбежно приближали момент, когда человечество сможет вырваться в космос.
Мысли о космических путешествиях появились давно. Самым плодовитым автором средневековых средств сообщения с иными мирами оказался француз Сирано де Бержерак. В своем романе «Иной свет» 1657 года он описал сразу 12 вариантов лунной экспедиции! Один другого фантастичнее: полет с помощью склянок с росой, аппарат с пружинными крыльями, платформа с ракетами для фейерверков и даже полет в полнолуние, используя бычий мозг — якобы Луна их притягивает.
Это были прекрасные сказки, но нужен был научный подход.
И его предложил Исаак Ньютон. В своей монографии «Математические начала натуральной философии», написанной в 1687 году, он в качестве примера приводил описание огромной пушки.
Ньютон предлагал представить высочайшую гору, пик которой находится за пределами атмосферы, и пушку, установленную на самой ее вершине и стреляющую горизонтально. Чем мощнее заряд используется при выстреле, тем дальше от горы будет улетать ядро. При достижении некоторой мощности заряда ядро разовьет такую скорость, что не упадет на Землю вообще и будет вращаться вокруг нашей планеты.
Эту скорость сегодня называют «первой космической», и для поверхности Земли она составляет примерно 8 километров в секунду. С такой скоростью от Москвы до Санкт-Петербурга можно долететь чуть больше чем за полторы минуты.
В годы первой мировой войны немцы построили колоссальную пушку, но первую космическую она не развивала, пришлось думать в сторону реактивной тяги и ракетных двигателей.
Орудие было буквально штучным, но его возможности зародили идею для ракетных разработок в 1920-30х годах. В технических требованиях к новому ракетному оружию немецкое военное руководство отталкивалось от опыта применения этой пушки. Это в конечном счете определило технические характеристики знаменитой ракеты Фау-2.
Для того чтобы открыть перед ракетными двигателями бескрайние просторы воздушного океана, а затем и космоса, была необходима теория движения ракет, или , как теперь говорят, теория реактивного движения. Именно эту задачу и решил русский ученый-самоучка Константин Эдуардович Циолковский.
Циолковский был мечтателем и грезил не о военном потенциале таких ракет, а о созидательной стороне вопроса. Исследование космоса, например.
«...в качестве исследователя атмосферы предлагаю реактивный прибор, т.е. род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной».
Он получил уравнение, которое переводит физическое явление - полет ракеты - на строгий и точный язык математики. Это уравнение по праву называется Формулой Циолковского.
Сам ученый так писал о своем открытии:
«Мысль не новая, но вычисления, относящиеся к ней , дают столь замечательные результаты, что умолчать о них было бы недопустимо».
Он, конечно, был не единственным. Многие ученые и фантасты сходились во мнении, что человечеству необходимы так называемые «искусственные спутники» Земли, аппараты, которые бы использовались как перевалочные базы для межпланетных кораблей, летящих к Луне, Марсу или даже Венере.
Но и это была еще не вся картина. Допустим, аппарат в космос мы выведем, а что дальше? Как он будет себя вести? Где именно его нужно разместить, чтобы он был полезен?
Еще одним визионером, который представил себе этот мир по своему, был австрийско-словенский военный инженер Герман Поточник.
Прошел Первую мировую, вышел в отставку по состоянию здоровья и... занялся космосом. В 1928 году под псевдонимом Герман Нордунг он опубликовал единственную книгу — «Проблема преодоления космического пространства». А через год умер в возрасте 36 лет. В некрологах о его космических работах не было ни слова — их считали чистой фантазией.
А зря!
Именно Поточник высказал мысль о так называемом «стационарном спутнике» на высоте примерно 36 000 км, который будет постоянно висеть над одной и той же точкой Земли.
В СССР его книга была издана в 1935 году. И не исключено, что сам Королев мог ее прочитать и вдохновиться перспективами покорения космоса.
А вот другого провидца услышали лучше. Британский писатель и ученый Артур Чарльз Кларк, тот, по чьим рассказам Кубрик снял Космическую одиссею, в октябре 1945 года, в статье «Внеземные ретрансляторы» для журнала «Wireless World», изложил идею, которая развивала идеи Поточника.
Чтобы понять его гениальность, нужен контекст.
Мир только что выбрался из кровопролитной второй мировой войны, созидательные процессы новых технологий еще только разгонялись. Радиосвязь на большие расстояния требовала множество наземных станций, чтобы хоть как-то покрыть континенты.
Только через 5 лет будет открыт загоризонтный способ распространения радиоволн и начнутся разработки тропосферной связи.
О тропосферной связи я рассказывал в одном из предыдущих выпусков.
Кларк, руководствуясь идеями Поточника, предлагает разместить спутники высоко над Землей. Он детально описал, как аппарат, находящийся на высоте 42 000 километров, будет совершать оборот вокруг планеты за 24 часа, оставаясь при этом неподвижным относительно определенной точки на экваторе.
Эту орбиту позже назовут в его честь — «орбита Кларка». Вы наверняка слышали о ней под другим названием - геостационарная или геосинхронная орбита.
Чем эта орбита так хороша?
- Во-первых, за неподвижным объектом крайне легко следить. Наземной антенне достаточно настроиться на него один раз — и всё, можно забыть про сложные системы слежения.
- Во-вторых, отсутствует эффект Доплера.
V
Слышите? Пока источник звука приближается — его частота кажется выше, когда удаляется — ниже. То же самое происходит и с радиосигналом от быстро движущегося спутника. Его частоту приходится постоянно корректировать. На геостационаре этой проблемы нет — спутник «висит» неподвижно.
- В-третьих, с такой высоты открывается широчайший угол обзора. Всего три спутника на геостационарной орбите могут обеспечить покрытие связи для практически всей поверхности Земли. За исключением, пожалуй, самых полярных регионов.

Кстати, когда вы заходите на любимый сайт погоды и видите спутниковые снимки облачности над вашим городом — это скорее всего «фотка» как раз с геостационарного спутника.
Вообще, 42 тысячи километров — это насколько высоко? Давайте мысленно нарисуем карту высот.
Чтобы полет считался космическим, нужно преодолеть условную границу между Землей и космосом — линию Кармана, которая находится на высоте примерно 100 км.
- МКС летает на высоте около 400 км.
- Спутники Starlink Илона Маска — на ~550 км.
- А до геостационара — все еще целых 41 000 км! Это в сто раз выше МКС!
Чтобы вывести спутник на такую орбиту, нужна была ракета. Мощная. Очень мощная и способная лететь в сторону орбиты
Упомянутая Фау-2 была первой в мире ракетой, способной корректировать свой полет и поддерживать нужное направление.
И когда поражение Германии в войне стало очевидным, каждая из стран-союзников стремилась первой завладеть техническими архивами немцев и их техническими решениями.
Вернер фон Браун, создатель всей ракетной программы Германии на тот момент, со своей командой ведущих разработчиков, сдался в плен американским войскам и был перевезён в их зону оккупации. Команда советских специалистов подходила к Германии в тылу наступления.
Фау-2 производилась на полигоне Пенемюнде и союзники успели туда раньше.
В Советском союзе уже отлично понимали важность ракетных технологий.
13 мая 1946 г. Сталин подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. Чем буквально вывел разработку баллистических ракет в ранг важных государственных задач. Позднее удалось найти часть документации и некоторые компоненты немецких ракет и даже несколько целых комплектов, но свои наработки уже имелись. Поэтому первая ракета Р-1 была далеко не клоном Фау-2, а существенно более продвинутым изделием.
Р-1 была “пробой пера”. Для того, чтобы строить более сложные ракеты, навыков и опыта было мало. Нужны были деньги, и дать их могла только армия. Поэтому нужно было убедить военных принять на вооружение ракету Р-1. Выполнить эту задачу предстояло главному конструктору - Сергею Павловичу Королёву.
По рассказам самого Королева, в интервью корреспонеднту ТАСС, это произошло на очном заседании с участием Сталина.
У армии был вполне резонный вопрос:
“Зачем нам ракета с дальностью в 270 километров, если она дает разброс точности в четыре километра?! Насколько проще в этом случае использовать авиацию! Не только проще, но и дешевле - не надо строить стартовую позицию, кстати, не столь уж мобильную и весьма уязвимую для самолетов противника...”
Королев, не особо сдерживаясь, обвинил военные чины в недальновидности, технической отсталости и отсутствии чувства нового.

Последнее слово было за Сталиным.
“Я думаю, что военные все-таки правы. Оружие с такими характеристиками нам не нужно. “ небольшая пауза
“Но я считаю, что у ракетной техники большое будущее. Ракету надо принять на вооружение. И пусть товарищи военные приобретают опыт в эксплуатации ракет. Давайте попросим товарища Королева сделать следующую ракету более точной, чтобы не огорчать наших военных... “
Так начался путь к заветной «Семерке».
В начале 1950-х годов, в самый разгар «холодной войны» между СССР и США, специальный международный научный комитет объявил о проведении первого Международного геофизического года. Это позволило немного снизить интерес мирового сообщества к «гонке вооружений» и перенаправить внимание на науку.
Два злейших врага — СССР и США, приняли участие в программе и сразу взяли высокую планку. Представители двух держав-соперников поведали миру, что в Международный геофизический год, помимо исследований поверхности Земли, они собираются запустить в космос первый искусственный спутник. Военное соперничество на время превратилось в научное и было сосредоточено на том, чтобы создать аппарат, который бы позволил человеку стать ближе к звездам.
Королев предложил использовать для запуска МБР - межконтинентальная баллистическую ракету Р-7, она же «Семёрка». Стартовая масса — 283 тонны, высота — с 10-этажный дом!
Изначально такая махина была нужна, чтобы получить достаточную дальность, свыше 8 тыс. км и при этом иметь возможность нести ядерный заряд. Наука наукой, но при наличии у США стратегического бомбардировщика B-29, способного нести ядерную бомбу, система сдерживания была необходима.

Параллельно с разработкой ракеты шло строительство полигона в районе железнодорожной станции Тюра-Там в Казахстане — ныне это космодром Байконур.
Пока в СССР создавали «Семёрку», по ту сторону океана кипели не менее интересные страсти.
Американцы начали разработку спутника и ракеты еще в 1954-м. Проект получил название «Орбитер». Над ним трудились Лаборатория реактивного движения и Агентство по баллистическим ракетам в Алабаме, которое возглавлял вывезенный из Германии ракетчик Вернер фон Браун. Фон Браун предложил схему многоступенчатой ракеты на основе модифицированной баллистической ракеты «Редстоун» и ракет «Локи». Запуск был запланирован на лето 1957 года. Казалось, США были в шаге от победы.
Но тут вмешалась политика. Чисто американский проект «Авангард», предложенный военно-морскими силами США, отодвинул «Орбитер» на второй план. По идеологическим соображениям к нему не допустили фон Брауна и других немецких инженеров. Администрация президента Эйзенхауэра решила: США отправят в космос аппарат с помощью совершенно новой системы, разработанной с нуля.
Нескольким частным компаниям чиновники поручили построить новую трехступенчатую ракету, стартующую вертикально вверх. Чуть позже ее назовут так же, как и спутник — «Авангард».
Строительство ракеты обошлось США в $110 млн, при уровне инфляции, сегодня это было бы свыше миллиарда долларов - космические деньги!. Одним из главных ее недостатков была грузоподъемность — выводить на орбиту она могла только до 10 кг полезной нагрузки. Именно поэтому первый спутник был оооооочень крошечным. Весом всего 1кг 370г
Тем временем в СССР продолжались строительные работы на полигоне, две ракеты Р-7 уже были готовы к отправке и вовсю идет разработка «Объекта «Д“» — спутника массой в тонну и несущего до 300 кг научной аппаратуры.
В феврале 1957 Королёв, убедившись в нереальности сроков изготовления орбитальной лаборатории, шлёт правительству неожиданное предложение:
“
15 февраля это предложение было одобрено.
И в ОКБ-1 (Особое конструкторское бюро № 1) такой спутник, под кодовым названием «ПС-1» или «простейший спутник один» был создан. Пол метра в диаметре и весом 83,6 килограмма. Из них 50кг приходилось на батареи.
20 сентября 1957 года на Байконуре состоялось заседание специальной комиссии по запуску спутника, где все службы подтвердили готовность к старту.
И, наконец, 4 октября 1957 года в 22:28:34 по московскому времени ярчайшая вспышка осветила ночную казахстанскую степь. Ракета-носитель «Спутник», модификация «Семерки», с гулом ушла вверх. Ее факел постепенно слабел и скоро стал неразличим на фоне звездного неба.
Но мало кто знает, что всего этого могло и не быть.
Ракетные двигатели запускаются одновременно, а сама ракета при этом держится фермами обслуживания. С набором тяги эти фермы отходят. Первые доли секунды полета, фермы удерживают ракету. Сама по себе она статически неустойчива, парусность огромная, ветер может её опрокинуть, поэтому фермы отходят постепенно. Для того, чтобы ракета ушла, всё должно работать синхронно.
В момент запуска двигателей, двигательная установка блока «Д» вышла на полную тягу с запозданием. Причём с таким, что, если бы через полсекунды она не набрала тягу, произошёл бы автоматический сброс, и ракета бы не улетела. Но, к счастью, нужную тягу удалось набрать.
я
Но это пол беды…где-то к середине полета случилось следующее...
Компоненты топлива - керосин и жидкий кислород, подаются в двигательную установку через насос. И он пошёл вразнос. В системе предусмотрено так, что если это произойдет, насосный агрегат будет отключён. И отключение произошло, но буквально на секунду раньше!
Через 295 секунд после старта «ПС-1» и центральный блок ракеты весом 7,5 т были выведены на эллиптическую орбиту. На 315-й секунде после старта произошло отделение спутника и он начал подавать уверенное: «Бип! Бип! Бип!».
Этот сигнал мог поймать любой радиолюбитель в любой точке мира. Это была первая космическая радиотрансляция! Человечество вышло в космос.
Сам сигнал передавался попеременно на двух частотах — 20 и 40 МГц с помощью радиостанции Д-200. И это был не просто сигнал! С помощью манипуляции с частотой на землю спутник сообщал свои показатели - давление внутри, температуру.
Первый, пока еще пассивный, спутник связи просуществовал 92 дня, совершив 1440 оборотов вокруг Земли, преодолев в сумме около 60млн. км.
Это был безоговорочный успех советской космонавтики.
Администрации президента Эйзенхауэра пришлось принимать срочные ответные меры: чиновники попросили ускорить работу над проектом “Авангард”, и уже через девятнадцать дней после триумфа СССР американцы осуществили пробный суборбитальный полет Авангарда и он был успешным.
Еще спустя месяц должен был состояться уже орбительный полет с первым американским искусственным спутником «Vanguard”. Но ровно через две секунды после старта, оторвавшись от земли, ракета чуть отклонилась в бок и взорвалась. Сам спутник упал в заросли и..успешно отработал передачу сигнала!
Провал только подстегнул США, Военным был отдан приказ — за 90 дней найти ракету-носитель и запустить в космос первый американский спутник.
И такая ракета, внезапно, имелась в Агентстве в Алабаме — трехступенчатая «Юпитер-С» (также известна под названием «Юнона-1»). Ракета была создан в 1956 году и могла выбить Советский союз из гонки «за первый спутник», если бы, конечно, на эту систему обратили внимание раньше.
Под руководством директора Лаборатория реактивного движения Уильяма Пикеринга более 100 инженеров, специалистов по электронике, механиков пытались “превратить” верхний блок ракеты в спутник, получивший название «Альфа», а затем «Эксплорер-1».
Да, спутником должна была стать ступень ракеты!
Она представляла собой своего рода “капсулу” диаметром 16 см и длиной чуть более 2 метров, большую часть которой занимал твердотопливный двигатель, обеспечивающий выход на финальную орбиту.
БОльшую часть капсулы занимало научное оборудование. Их разработкой занимался Джеймс ван Аллен.
Запуск ракеты-носителя «Юпитер-С» со спутником «Эксплорер-1» состоялся с мыса Канаверал 31 января 1958 года.
В следующие несколько недель космический зонд продолжал поддерживать связь с Землей, но в его “голосе” была одна особенность. Каждый раз находясь в апогее - верхней точке орбиты, детектор космического излучения на несколько минут затихал.
Физик ван Аллен предположил, что причина этому высокий уровень космической радиации. Ученый рассчитал, что в апогее, скорее всего, находятся протоны солнечного света с энергией, захваченные магнитным полем Земли.

Сегодня эти пояса (внутренний и внешний) известны как пояса ван Аллена. Они опасны как для здоровья космонавтов так и для целостности космических аппаратов. Ничего кроме диагностических зондов там не летает. Но они надежно защищают нашу планету от высокоэнергетических частиц. Есть предположения, что, возможно, эти пояса сыграли важную роль в том, чтобы сделать нашу планету пригодной для жизни.
«Эксплорер-1» проработал в космосе почти 4 месяца. Последний сигнал он закончил передавать 23 мая 1958 года. Через 12 лет аппарат сошел с орбиты и сгорел в плотных слоях атмосферы Земли.
Что до Руководства США, оно в гонке за первенство в космосе допустило всего одну ошибку. Ему следовало довериться опыту и таланту Вернера фон Брауна и принять его проект «Орбитер», суливший запуск первого спутника уже к концу 1956 года, вместо продвигавшегося военными «Авангарда» . Скорее всего, немецкий конструктор сумел бы выполнить свои обещания.
К тому же этот провал дал возможность США посмотреть на себя со стороны и предпринять шаги к решению разрозненности мнений в высоких кругах. Результатом стало создание Национальноuj управлениz по аэронавтике и исследованию космического пространства или коротко NASA,, 29 июля 1958г.
И это было лишь началом космической гонки. Дальше предстояло разработать и запустить активный спутник связи, освоить новые орбиты, осуществить теле и радиовещание между континентами, разработать новые технологии передачи сигнала, исследовать глубины космоса и даже задуматься над межпланетным интернетом!
Обо всем этом — в будущих эпизодах подкаста «До нас дошло».
Выпуск подготовил Ковальчук Артём, а запустил в эфир звукорежиссер Алексей Попов.