เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2500 เมื่อ 60 ปีที่แล้ว ขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) R-7 ลำแรกของโลกได้รับการปล่อยตัวออกจากคอสโมโดรม Baikonur ได้สำเร็จ ขีปนาวุธของโซเวียตนี้เป็นขีปนาวุธข้ามทวีปชุดแรกที่ผ่านการทดสอบและส่งหัวรบไปยังพิสัยข้ามทวีปได้สำเร็จ R-7 ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "เจ็ด" (ดัชนี GRAU - 8K71) เป็น ICBM แบบสองขั้นตอนที่มีหัวรบแบบถอดได้ซึ่งมีน้ำหนัก 3 ตันและระยะการบิน 8,000 กิโลเมตร
ต่อมาตั้งแต่วันที่ 20 มกราคม 2503 ถึงสิ้นปี 2511 การดัดแปลงขีปนาวุธนี้ภายใต้ชื่อ R-7A (ดัชนี GRAU - 8K74) โดยมีระยะการบินเพิ่มขึ้น 9.5,000 กิโลเมตร ให้บริการกับกองกำลังขีปนาวุธยุทธศาสตร์ของสหภาพโซเวียต. ในประเทศ NATO ขีปนาวุธนี้รู้จักกันในชื่อ SS-6 Sapwood จรวดของสหภาพโซเวียตนี้ไม่เพียงแต่เป็นอาวุธที่น่าเกรงขามเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญในจักรวาลวิทยาของรัสเซียอีกด้วย กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างยานยิงสำหรับปล่อยยานอวกาศและเรือสู่อวกาศ การมีส่วนร่วมของจรวดนี้ในการสำรวจอวกาศนั้นยิ่งใหญ่มาก: ดาวเทียมโลกเทียมจำนวนมากถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยยานยิง R-7 โดยเริ่มจากคนแรกและมนุษย์คนแรกก็บินไปในอวกาศ
ประวัติความเป็นมาของการสร้างจรวด R-7
ประวัติความเป็นมาของการสร้าง R-7 ICBM เริ่มต้นมานานก่อนที่จะมีการเปิดตัวครั้งแรก - ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 และต้นทศวรรษ 1950 ในช่วงเวลานี้ตามผลของการพัฒนาขีปนาวุธขั้นเดียว R-1, R-2, R-3 และ R-5 ซึ่งนำโดย Sergei Pavlovich Korolev นักออกแบบชาวโซเวียตที่โดดเด่นเป็นที่ชัดเจนว่าใน ในอนาคต เพื่อไปให้ถึงอาณาเขตของศัตรูที่มีศักยภาพ จรวดหลายขั้นตอนที่ทรงพลังกว่าอย่างเห็นได้ชัด แนวคิดในการสร้างซึ่งเคยเปล่งออกมาโดย Konstantin Tsiolkovsky นักทฤษฎีอวกาศชาวรัสเซียผู้โด่งดัง
ย้อนกลับไปในปี 1947 Mikhail Tikhonravov ได้จัดตั้งกลุ่มแยกต่างหากที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ปืนใหญ่ ซึ่งเริ่มทำการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการพัฒนาขีปนาวุธผสม (หลายขั้นตอน) หลังจากศึกษาผลลัพธ์ที่ได้รับจากกลุ่มนี้แล้ว Korolev ตัดสินใจทำการออกแบบเบื้องต้นของจรวดหลายขั้นตอนที่ทรงพลัง การวิจัยเบื้องต้นเกี่ยวกับการพัฒนา ICBM เริ่มขึ้นในปี 2493: 4 ธันวาคม 2493 โดยพระราชกฤษฎีกาของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตมีการดำเนินการค้นหา R&D ที่ครอบคลุมในหัวข้อ "การศึกษาโอกาสในการสร้างต่างๆ ประเภทของ RDD ที่มีระยะการบิน 5-10 พันกิโลเมตรและน้ำหนักหัวรบตั้งแต่ 1 ถึง 10 ตัน" … และเมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2497 รัฐบาลได้ออกพระราชกฤษฎีกาอีกฉบับหนึ่งซึ่งกำหนดอย่างเป็นทางการก่อน OKB-1 ในการพัฒนาขีปนาวุธนำวิถีที่สามารถบรรทุกประจุความร้อนนิวเคลียร์ได้ในระยะข้ามทวีป
เครื่องยนต์ทรงพลังใหม่สำหรับจรวด R-7 ถูกสร้างขึ้นควบคู่กันที่ OKB-456 งานนี้ดูแลโดย Valentin Glushko ระบบควบคุมสำหรับจรวดได้รับการออกแบบโดย Nikolai Pilyugin และ Boris Petrov ศูนย์ปล่อยจรวดได้รับการออกแบบโดย Vladimir Barmin นอกจากนี้ ยังมีองค์กรอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่มีส่วนร่วมในงานนี้ด้วย ในเวลาเดียวกัน ประเทศได้หยิบยกประเด็นเรื่องการสร้างพื้นที่ทดสอบใหม่สำหรับขีปนาวุธข้ามทวีปในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2498 มีการออกพระราชกฤษฎีกาอีกฉบับหนึ่งของรัฐบาลสหภาพโซเวียตในช่วงเริ่มต้นของการก่อสร้างไซต์ทดสอบซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่าไซต์วิจัยและทดสอบที่ 5 ของกระทรวงกลาโหม (NIIP-5) มีการตัดสินใจที่จะสร้างรูปหลายเหลี่ยมในพื้นที่ของหมู่บ้าน Baikonur และทางแยก Tyura-Tam (คาซัคสถาน) ต่อมาก็ลงไปในประวัติศาสตร์และเป็นที่รู้จักกันมาจนถึงทุกวันนี้ในชื่อ Baikonur คอสโมโดรมถูกสร้างขึ้นเป็นสถานที่ลับสุดยอด ศูนย์ปล่อยขีปนาวุธ R-7 ใหม่พร้อมแล้วในเดือนเมษายน 2500
การออกแบบจรวด R-7 เสร็จสมบูรณ์ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2497 และเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายนของปีเดียวกันการก่อสร้างจรวดได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการจากคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต ในช่วงต้นปี 2500 ขีปนาวุธข้ามทวีปโซเวียตลำแรกพร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว เริ่มตั้งแต่กลางเดือนพฤษภาคม 2500 การทดสอบชุดแรกของจรวดใหม่ได้ดำเนินการ แสดงให้เห็นถึงข้อบกพร่องร้ายแรงในการออกแบบ เมื่อวันที่ 15 พฤษภาคม 2500 ได้มีการเปิดตัว R-7 ICBM ครั้งแรก จากการสังเกตด้วยสายตา การบินของจรวดดำเนินไปตามปกติ แต่แล้วการเปลี่ยนแปลงในเปลวไฟของก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ก็สังเกตเห็นได้ชัดเจนในช่องท้ายรถ ต่อมาหลังจากประมวลผล telemetry พบว่าเกิดเพลิงไหม้ในบล็อกด้านข้างด้านใดด้านหนึ่ง หลังจากควบคุมการบินได้ 98 วินาทีเนื่องจากสูญเสียแรงขับ หน่วยนี้จึงถูกแยกออก หลังจากนั้นจึงปฏิบัติตามคำสั่งให้ปิดเครื่องยนต์จรวด สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุคือการรั่วไหลในท่อน้ำมันเชื้อเพลิง
การเปิดตัวครั้งต่อไปซึ่งกำหนดไว้สำหรับวันที่ 11 มิถุนายน 2500 ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากความผิดปกติของมอเตอร์ยูนิตกลาง ความพยายามหลายครั้งในการสตาร์ทเครื่องยนต์จรวดไม่ได้นำไปสู่สิ่งใดหลังจากนั้นระบบอัตโนมัติได้ออกคำสั่งปิดฉุกเฉิน ผู้นำการทดสอบตัดสินใจที่จะระบายน้ำมันเชื้อเพลิงและนำ R-7 ICBM ออกจากสถานที่ปล่อย เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2500 จรวด R-7 สามารถบินได้ แต่เสถียรภาพในการบินหายไป 33 วินาทีจรวดเริ่มเบี่ยงเบนจากวิถีการบินที่ระบุ คราวนี้สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุคือไฟฟ้าลัดวงจรบนตัววงจรสัญญาณควบคุมของผู้รวมระบบตามช่องการหมุนและช่องพิทช์
มีเพียงการเปิดตัวจรวดใหม่ครั้งที่สี่ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 21 สิงหาคม 2500 เท่านั้นที่ได้รับการยอมรับว่าประสบความสำเร็จจรวดสามารถไปถึงพื้นที่เป้าหมายได้เป็นครั้งแรก จรวดถูกปล่อยจาก Baikonur ทำงานในส่วนที่ใช้งานของวิถีหลังจากนั้นหัวของจรวดชนกับสี่เหลี่ยมที่กำหนดของคาบสมุทร Kamchatka (ช่วงจรวด Kura) แต่แม้ในการเปิดตัวครั้งที่สี่นี้ ทุกอย่างก็ยังไม่ราบรื่น ข้อเสียเปรียบหลักของการเปิดตัวคือการทำลายหัวจรวดในชั้นบรรยากาศหนาแน่นในส่วนที่ลดลงของวิถีของมัน การสื่อสารทางไกลกับจรวดหายไป 15-20 วินาทีก่อนเวลาโดยประมาณที่จะไปถึงพื้นผิวโลก การวิเคราะห์องค์ประกอบโครงสร้างที่ตกลงมาของหัวรบจรวด R-7 ทำให้สามารถระบุได้ว่าการทำลายล้างเริ่มต้นจากส่วนปลายของหัวรบ และในขณะเดียวกันก็ชี้แจงขนาดของการเคลื่อนย้ายของสารเคลือบป้องกันความร้อน ข้อมูลที่ได้รับทำให้สามารถสรุปเอกสารสำหรับหัวรบขีปนาวุธ เพื่อชี้แจงความแข็งแกร่งและการคำนวณการออกแบบ เลย์เอาต์ และการผลิตขีปนาวุธใหม่โดยเร็วที่สุดสำหรับการยิงครั้งต่อไป ในเวลาเดียวกัน เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2500 ข่าวปรากฏในสื่อของสหภาพโซเวียตเกี่ยวกับการทดสอบจรวดหลายขั้นตอนระยะไกลพิเศษที่ประสบความสำเร็จในสหภาพโซเวียต
ผลบวกของการบินของ ICBM R-7 ของโซเวียตตัวแรกในส่วนที่ใช้งานของวิถีทำให้สามารถใช้จรวดนี้เพื่อเปิดตัวดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติในวันที่ 4 ตุลาคมและ 3 พฤศจิกายนของปีเดียวกัน. เดิมทีสร้างขึ้นเพื่อเป็นขีปนาวุธต่อสู้ R-7 มีความสามารถด้านพลังงานที่จำเป็น ซึ่งทำให้สามารถใช้เพื่อส่งน้ำหนักบรรทุกจำนวนมากสู่อวกาศ (สู่วงโคจรใกล้โลก) ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยการเปิดตัวของ ดาวเทียมโซเวียตลำแรก
จากผลการทดสอบการปล่อย R-7 ICBM จำนวน 6 ครั้ง หัวรบของมันถูกดัดแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (อันที่จริง แทนที่ด้วยอันใหม่) ระบบแยกหัวรบได้รับการแก้ไข และใช้เสาอากาศแบบ slotted ของระบบ telemetry เมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2501 การเปิดตัวครั้งแรกเกิดขึ้นซึ่งประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์ (หัวจรวดไปถึงเป้าหมายโดยไม่ทำลาย) ในเวลาเดียวกันระหว่างปี 2501 และ 2502 การทดสอบการบินของจรวดยังคงดำเนินต่อไปตามผลการดัดแปลงใหม่ทั้งหมดในการออกแบบ เป็นผลให้โดยมติของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตและคณะกรรมการกลางของ CPSU หมายเลข 192-20 เมื่อวันที่ 20 มกราคม 1960 จรวด R-7 ถูกนำไปใช้อย่างเป็นทางการ
การออกแบบจรวด R-7
ขีปนาวุธข้ามทวีป R-7 สร้างขึ้นที่ OKB-1 ภายใต้การนำของหัวหน้านักออกแบบ Sergei Pavlovich Korolev (หัวหน้านักออกแบบ Sergei Sergeevich Kryukov) สร้างขึ้นตามโครงการที่เรียกว่า "แบทช์" ขั้นตอนแรกของจรวดประกอบด้วยบล็อกด้านข้าง 4 บล็อกซึ่งแต่ละอันมีความยาว 19 เมตรและเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 3 เมตร บล็อกด้านข้างตั้งอยู่อย่างสมมาตรรอบ ๆ บล็อกกลาง (ขั้นตอนที่สองของจรวด) และเชื่อมต่อกับมันด้วยเข็มขัดเชื่อมต่อพลังงานด้านล่างและด้านบน การออกแบบบล็อกจรวดก็เหมือนกัน แต่ละอันประกอบด้วยกรวยรองรับ, วงแหวนกำลัง, ถังเชื้อเพลิง, ช่องเก็บของท้ายรถ และระบบขับเคลื่อน ทุกหน่วยติดตั้งเครื่องยนต์จรวด RD-107 พร้อมระบบสูบจ่ายส่วนประกอบเชื้อเพลิง เครื่องยนต์นี้สร้างขึ้นบนวงจรเปิดและมีห้องเผาไหม้ 6 ห้อง ในกรณีนี้ ห้องสองห้องถูกใช้เป็นห้องบังคับเลี้ยว เครื่องยนต์จรวด RD-107 พัฒนาแรงขับ 82 ตันที่พื้นผิวโลก
ขั้นตอนที่สองของจรวด (บล็อกกลาง) ประกอบด้วยช่องเครื่องมือ, ถังเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์, วงแหวนกำลัง, ส่วนท้าย, เครื่องยนต์หลัก และชุดบังคับเลี้ยว 4 ชุด ในขั้นตอนที่สอง ZhRE-108 ถูกวางซึ่งคล้ายกับการออกแบบกับ RD-107 แต่แตกต่างกันในห้องบังคับเลี้ยวจำนวนมาก เครื่องยนต์นี้พัฒนาแรงขับ 75 ตันที่พื้น มันถูกเปิดพร้อมกันกับเครื่องยนต์ของสเตจแรก (แม้ในขณะที่เปิดตัว) และทำงานได้นานกว่าเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยของเหลวในระยะแรก การเปิดตัวเครื่องยนต์ที่มีอยู่ทั้งหมดของขั้นตอนที่หนึ่งและสองในตอนเริ่มต้นนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากในเวลานั้นผู้สร้างจรวดไม่มั่นใจในความเป็นไปได้ของการจุดระเบิดที่เชื่อถือได้ของเครื่องยนต์ระยะที่สองที่ระดับความสูง. นักออกแบบชาวอเมริกันที่ทำงานกับ Atlas ICBM ก็ประสบปัญหาที่คล้ายกัน
LPRE RD-107 ในพิพิธภัณฑ์อนุสรณ์ Cosmonautics ในมอสโก
เครื่องยนต์ทั้งหมดของ ICBM R-7 ของโซเวียตตัวแรกใช้เชื้อเพลิงสององค์ประกอบ: เชื้อเพลิง - น้ำมันก๊าด T-1 ตัวออกซิไดเซอร์ - ออกซิเจนเหลว ในการขับเคลื่อนส่วนประกอบเทอร์โบปั๊มของเครื่องยนต์จรวด ก๊าซร้อนที่ก่อตัวขึ้นในเครื่องกำเนิดก๊าซระหว่างการสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์นั้นถูกใช้ และไนโตรเจนที่บีบอัดถูกใช้เพื่ออัดแรงดันถัง เพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะการบินของจรวดที่กำหนด ระบบอัตโนมัติสำหรับควบคุมโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ถูกวางไว้บนนั้น เช่นเดียวกับระบบสำหรับการล้างถังพร้อมกัน (SOB) ซึ่งทำให้สามารถลดการจ่ายเชื้อเพลิงที่รับประกันได้. การออกแบบและเลย์เอาต์ของจรวด R-7 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเปิดตัวเครื่องยนต์ทั้งหมดในขณะที่เปิดตัวโดยใช้อุปกรณ์จุดระเบิดแบบไพโรแบบพิเศษ พวกมันถูกวางไว้ในห้องเผาไหม้ทั้ง 32 ห้อง เครื่องยนต์จรวดล่องเรือของจรวดนี้ในช่วงเวลานั้นโดดเด่นด้วยพลังงานและลักษณะมวลที่สูงมากและยังมีความโดดเด่นในระดับสูงด้วยความน่าเชื่อถือในระดับสูง
ระบบควบคุมของขีปนาวุธข้ามทวีป R-7 ถูกรวมเข้าด้วยกัน ระบบย่อยอิสระมีหน้าที่ให้การรักษาเสถียรภาพเชิงมุมและการรักษาเสถียรภาพของจุดศูนย์กลางมวลในขณะที่จรวดอยู่บนขาแอ็คทีฟของวิถีและระบบย่อยของวิศวกรรมวิทยุมีหน้าที่แก้ไขการเคลื่อนที่ด้านข้างของจุดศูนย์กลางมวลในขั้นตอนสุดท้ายของส่วนแอคทีฟของวิถีโคจรและออกคำสั่งให้ดับเครื่องยนต์ หน่วยงานบริหารของระบบควบคุมขีปนาวุธคือหางเสืออากาศและห้องหมุนของเครื่องยนต์พวงมาลัย
คุณค่าของจรวด R-7 ในการพิชิตอวกาศ
R-7 ซึ่งหลายคนเรียกง่ายๆ ว่า "เจ็ด" ได้กลายเป็นบรรพบุรุษของทั้งตระกูลของจรวดขนส่งที่ผลิตในโซเวียตและรัสเซีย พวกเขาถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ R-7 ICBM ในกระบวนการปรับปรุงที่ล้ำลึกและหลายขั้นตอน ตั้งแต่ปี 1958 จนถึงปัจจุบัน ขีปนาวุธทั้งหมดของตระกูล R-7 ผลิตโดย TsSKB-Progress (Samara)
เปิดตัวยานพาหนะที่ใช้ R-7
ความสำเร็จและผลที่ตามมาคือความน่าเชื่อถือสูงของการออกแบบขีปนาวุธ รวมกับพลังงานขนาดใหญ่เพียงพอสำหรับ ICBM ทำให้สามารถใช้เป็นยานยิงได้ แล้วในระหว่างการดำเนินการของ R-7 ในตำแหน่งนี้ มีการระบุข้อบกพร่องบางประการ กระบวนการของการปรับปรุงอย่างค่อยเป็นค่อยไปได้เกิดขึ้นเพื่อเพิ่มมวลของน้ำหนักบรรทุกที่นำเข้าสู่วงโคจร ความน่าเชื่อถือ ตลอดจนขยายขอบเขตของงานที่แก้ไขโดย จรวด. ยานยิงของตระกูลนี้เปิดยุคอวกาศให้กับมวลมนุษยชาติอย่างแท้จริง ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ได้ดำเนินการไปแล้ว:
- ปล่อยดาวเทียมเทียมดวงแรกสู่วงโคจรโลก
- ปล่อยดาวเทียมดวงแรกที่มีสิ่งมีชีวิตบนเรือสู่วงโคจรของโลก (ไลก้าสุนัข - นักบินอวกาศ)
- ปล่อยยานอวกาศลำแรกที่มีมนุษย์อยู่บนวงโคจรโลก (เที่ยวบินของยูริกาการิน)
ความน่าเชื่อถือของการออกแบบจรวด R-7 ที่สร้างโดย Korolev ทำให้สามารถพัฒนายานยิงทั้งตระกูล: Vostok, Voskhod, Molniya, Soyuz, Soyuz-2 และการดัดแปลงต่างๆ ยิ่งกว่านั้นปัจจุบันมีการใช้งานใหม่ล่าสุด จรวดตระกูล R-7 กลายเป็นจรวดที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ จำนวนการเปิดตัวมีอยู่แล้วประมาณ 2,000 ครั้ง และยังได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในจรวดที่น่าเชื่อถือที่สุดในโลก จนถึงปัจจุบัน การยิงแบบบรรจุคนทั้งหมดของสหภาพโซเวียตและรัสเซียได้ดำเนินการโดยใช้จรวดขนส่งของตระกูลนี้ ปัจจุบัน Roskosmos และ Space Forces กำลังใช้งานขีปนาวุธ Soyuz-FG และ Soyuz-2 ของตระกูลนี้อย่างแข็งขัน
สำเนา "Vostok-1" ของ Gagarin ซ้ำ จัดแสดงในอาณาเขตของพิพิธภัณฑ์อวกาศใน Kaluga
