Исторический рубеж
Первая попытка поставить вопрос о создании ИСЗ была сделана в декабре 1953 г. при подготовке проекта постановления Совмина по ракете Р-7. Предлагалось: "Организовать в НИИ-88 научно-исследовательский отдел с задачей разработки проблемных заданий совместно с АН в области полета на высотах порядка 500 и более км, а также разработки вопросов, связанных с созданием искусственного спутника Земли и изучением межпланетного пространства с помощью изделия".
Эта задача рассматривалась в ОКБ не как разовая, а с расчетом на создание специального направления в развитии ракетостроения. В проекте постановления Совмина, предлагаемом для обсуждения 27 августа 1955 г., была такая преамбула: "В целях развертывания научно-исследовательских работ, которые должны заложить основу для практического осуществления задачи создания искусственных спутников Земли и в дальнейшем решения проблемы межпланетных сообщений. Совет Министров постановляет...".
Такая масштабная постановка вопроса опиралась к тому времени на серьезную предварительную подготовку мнений в различных правительственных инстанциях. На этом этапе важную услугу ОКБ оказала группа Тихонравова М.К., выполнившая многочисленные изыскания, вплоть до оценки стоимости предстоящих работ по созданию ИСЗ.
16 марта 1954 г. состоялось совещание у М.В.Келдыша и определен круг научных задач, решаемых с помощью ИСЗ. Об этих планах поставили в известность президента АН СССР А.Н.Несмеянова. Следует оговориться, что вначале речь шла о создании спутника весом 1100-1400 кг, который также назывался простейшим и именовался в переписке ПС. Такое название было синонимом неориентированного спутника, имевшего индекс Д, а ориентированный индекс ОД.
27 мая 1954 г. С.П. Королев обратился к Д.Ф. Устинову с предложением о разработке ИСЗ и направил докладную записку "Об искусственном спутнике Земли", подготовленную М.К. Тихонравовым.
При планировании работ по ИСЗ определенным ориентиром служили сведения о работах США в этой области. Переводные материалы Королев направил Устинову 27 мая 1954 г. Заботились инициаторы работ по ИСЗ и о том, чтобы сообщить нужную информацию на этот счет и другим ответственным лицам, принимавшим решение: вопросы приоритета оставались главным аргументом в течение всего последующего периода развития космонавтики. Поэтому и в майской докладной, прежде всего, дается подробный обзор состоянию работ за рубежом. При этом высказывается, можно сказать, основополагающая мысль о том, что "ИСЗ есть неизбежный этап на пути развития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетные сообщения". Обращается внимание на то, что за последние 2-3 года возросло внимание зарубежной печати к проблеме создания ИСЗ и межпланетным сообщениям.
Самое примечательное в документах на эту тему - это суждения о перспективе работ по ИСЗ. Разработка простейшего спутника - это только первый этап. Второй этап - создание спутника, обеспечивающего полет одного - двух человек по орбите. Для этого варианта требовалась разработка третьей ступени для ракеты Р-7. Считалось, что для накопления опыта по системе приземления следует предварительно осуществить полеты человека по баллистическим траекториям с использованием ракет Р-1 и Р-2.
Третий этап работ создание спутника-станции для длительного пребывания людей на орбите. При осуществлении этого проекта предлагалось собирать спутник-станцию из отдельных частей, доставляемых поочередно на орбиту.
Приводился перечень научных задач с комментариями, решаемых с помощью ИСЗ, который был определен на совещании у М.В. Келдыша в марте 1954 г. Это данные об ионосфере, сведения о первичном космическом излучении, наблюдения за ультрафиолетовой частью спектра звезд и Солнца, что невозможно делать в земных условиях, проверка некоторых следствий общей теории относительности и др.. Намечались эксперименты с животными для изучения их поведения в условиях длительного отсутствия силы тяжести.
Рассматривались вопросы получения информации с орбиты, в том числе с помощью сбрасываемых кассет. Обсуждены их конструктивные особенности. Показано, в первом приближении, как можно обеспечить условия для фотографирования с орбиты.
Среди инициаторов постановки вопроса об ИСЗ постепенно зрела уверенность, что удастся добиться положительного решения вопроса.
По указанию С.П. Королева сотрудник ОКБ И.В. Лавров подготовил предложения по организации работ над космическими объектами. Докладная записка на эту тему датированная 16 июня 1955 г., содержала многочисленные пометки Королева, которые позволяют судить о его отношении к отдельным положениям документа.
Больше всего ему понравилась следующая мысль: "Создание ИСЗ будет иметь огромное политическое значение как свидетельство высокого уровня развития нашей отечественное техники".
В правительственных инстанциях намечался переход к практическим делам по ИСЗ. Видимо, получив соответствующее указание, М.К. Тихонравов подготовил еще одну докладную записку и 8 августа 1955 г. направил Г.Н. Пашкову. Тема записки: "Основные данные о научном значении простейшего спутника и предполагаемых затратах". Важное значение для положительного решения вопроса имело совещание у председателя ВПК В.М.Рябикова 30 августа 1955 г.
Королев шел на заседание к Рябикову с новыми предложениями. По его заданию сотрудник ОКБ Е.Ф. Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата для полета к Луне. Исследовались два варианта третьей ступени для ракеты Р-7 - с компонентами кислород-керосин и моноокись фтора - этиламин. Вес аппарата, доставляемого к Луне в первом варианте - 400 кг, во втором - (800-1000) кг. Видимо времени для проведения таких исследований было в обрез, потому что итоговые данные даже не успели отпечатать и Королев захватил на заседание рукопись. На обороте этой рукописи Королев сделал пометки, которые сейчас оказались очень ценными. Они позволяют установить дату заседания, а также позиции, занятые участниками заседания. М.В. Келдыш, например, поддержал идею создания трехступенчатой ракеты в лунном варианте.
Позиция инженер - полковника А.Г. Мрыкина отражала заботу заказчика о сроках разработки ракеты Р-7. Он считал, что разработка спутника отвлечет внимание от основных работ, и предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракеты Р-7. Записав такое мнение Мрыкина, Королев резюмировал: "Поздно!".
Постановление Совмина о работах по ИСЗ было подписано 30 января 1956 г. Предусматривалось создание в 1957-58 гг. на базе ракеты Р-7 неориентированного ИСЗ (объект Д) весом 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований 200-300 кг. Устанавливался срок первого пробного пуска объекта Д - 1957 г.
Намеченные сроки были обусловлены решениями Международного геодезического и геофизического союза (МГТС) о проведении с 01.07.57 г. по 31.12.58 г. Международного геофизического года (МГГ), в течение которого 67 стран мира должны были проводить геофизические наблюдения и исследования по единой программе и методике.
К июлю 1956 г. был готов эскизный проект ИСЗ. К моменту завершения проекта определился состав научных задач, решаемых с помощью спутника, что составляло, можно сказать, основную идейную компоненту новой разработки.
Первый образец спутника должен был послужить базой для разработки новых, более совершенных космических аппаратов, поэтому планировалось определение данных по тепловому режиму спутника, торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения на орбите, особенностей движения спутника относительно центра масс, точности определения координат и параметров орбиты, вопросам энергопитания бортового оборудования с использованием солнечных батарей.
Исследования показали, что для получения полноценных данных при эксплуатации спутника необходимы 12-15 наземных измерительных станций, размещенных в различных пунктах территории СССР. Однако стремление осуществить первый пуск спутника как можно быстрее, накладывало жесткие ограничения на техническую оснащенность эксперимента. Требовалось, прежде всего обеспечить минимальные доработки конструкции ракеты Р-7. На этом этапе третья дополнительная ступень исключалась полностью. Приходилось использовать имеющуюся тяжелую и энергоемкую систему телеизмерений, применять электрохимические источники тока, резко ограничивающие продолжительность работы аппаратуры. К сожалению не приходилось рассчитывать на специально создаваемые пункты наблюдения, а ограничиваться средствами, предназначенными для ракеты Р-7. Из-за таких вынужденных ограничений приходилось рассчитывать всего на 7-10 суток полезной работы спутника при теоретическом времени существования 2-12 недель, ограничить объем получаемой информации и не надеяться на достаточную точность измерений орбиты.
Такой, заранее ограниченный подход оправдывался тем, что объект Д был только предпосылкой для разработки объекта ОД, снабженного системой ориентации, сбрасываемой кассетой для доставки результатов с орбиты на Землю, легкой малогабаритной аппаратурой, а также солнечной батареей в качестве источника энергии. С.П. Королев пользовался каждым случаем, чтобы подчеркнуть перспективный характер начатых работ по созданию ИСЗ, и в докладе на защите эскизного проекта отмечал: "Несомненно, что работы по созданию первого искусственного спутника Земли являются важным шагом на пути проникновения человека во Вселенную, и несомненно, что мы вступаем, в новую область работ по ракетной технике, связанную с созданием межпланетных ракет".
Исходными моментами, определившими объем доработок ракеты Р-7, были заданные вес аппарата и параметры орбиты - высота 200 км, обеспечивающей достаточно длительное существование спутника.
Актуальность разработки ИСЗ становилась все более очевидной. 24 июля 1956 г. состоялось совещание Главных конструкторов, на котором Королев сообщил о международной конференции по спутнику, которая должна была состояться в Барселоне и Риме. Тогда пришли к выводу, что "исходя из реальных обстоятельств, нужно посылать (на конференцию) не непосредственного участника работ, а крупного ученого, который смог бы понять, о чем идет речь". При обсуждении были затронуты более общие вопросы. Выяснилось, что у Главных конструкторов нет общей точки зрения по поводу перспективы работ по ИСЗ. Твердые убеждения высказали на этот счет С.П. Королев и В.П. Глушко. Огорчительной была позиция М.С. Рязанского, который считал эти работы временными и вынужденными и предлагал все внимание сосредоточить на отработке ракеты Р-7. Такое мнение не было случайной оговоркой. Еще в ноябре 1955 г. в ответ на письмо Королева о работах по ИСЗ директор НИИ по системам управления М.С. Рязанский, ссылаясь на отсутствия опыта в этой области, отказался от участия в работах по системам управления для космических аппаратов. Это обстоятельство не смутило Королева и даже не изменило (для стороннего наблюдателя) его отношения к Рязанскому. Королев лишь принял меры к организации в дальнейшем этих работ в ОКБ и пригласил группу специалистов во главе с Б.В. Раушенбахом.