21 августа 1957 года в 15 ч. 25 мин. с полигона Тюратам (более известного, как космодром Байконур), был осуществлён четвёртый по счёту, но первый успешный запуск первой в мире двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 – знаменитой королёвской «семёрки» или 8К71 с отделяющейся головной частью массой 3 тонны и дальностью полёта 8000 км.

Ракета поднялась в космическое пространство и, несмотря на разрушение головной части в плотных слоях атмосферы на нисходящем участке траектории, успешно достигла района цели (полигон Кура на Камчатке). По-сути, это был суборбитальный (непилотируемый) космический полёт. Но не первый в мире. За 13 лет до этого события, в 1944 году немецкая ракета Фау-2 совершила на полигоне Пенемюнде суборбитальный непилотируемый космический полёт на высоту 192 км. Однако, Фау-2 не смогла сделать то, что сделала впоследствии Р-7, ставшая основой для освоения Советским Союзом космического пространства в 20 веке.

Руководил разработкой ракеты Р-7 Сергей Павлович Королёв.

Удачность, надёжность конструкции и очень большая мощность позволила использовать Р-7 в качестве ракеты-носителя для запуска космических спутников и кораблей. Ракеты-носители именно данного семейства открыли человеку космическую эру. На базе Р-7 создано целое семейство ракет-носителей среднего класса, внёсших большой вклад в освоение космоса - на ракетах семейства Р-7 были запущены в Космос многие искусственные спутники Земли, начиная с первого «Спутника», и все советские и российские космонавты, начиная с первого космонавта Земли Ю.А.Гагарина.

С 1957 по 2010 годы выполнены запуски более 1800 ракет-носителей на базе Р-7, из них более 97% стали успешными. Глава НАСА Чарльз Болден признал российскую ракету-носитель «Союз» (созданную на базе Р-7) и одноимённый пилотируемый космический корабль самыми надёжными в мире.

Разработку и выпуск первых экземпляров ракеты осуществило в 1956-1957 годах подмосковное предприятие ОКБ-1 (ныне – РКК «Энергия», г.Королёв). С 1958 года и по настоящее время все ракеты семейства Р-7 производит ЦСКБ «Прогресс», г.Самара.

История создания Р-7

После 2-й мировой войны немецкая ракета Фау-2 конструкции Вернера фон Брауна стала прототипом для разработки первых баллистических ракет в США и СССР:

Ракета Фау-2

Она же положила начало и первой советской линейке больших ракет. Но, чем дальше эволюционировала техническая мысль, тем больше советские ракеты отличались от Фау-2, пока в 1957 году эта эволюция увенчалась созданием знаменитой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 – «семёрки», которая стала одной из вершин в развитии технической мысли 20 века.

Р-7 и её предшественницы

А в 1945 году за немецкой Фау-2 развернулась самая настоящая охота.

Сразу после Великой Отечественной войны завод «Миттельверк», находящийся в горах Тюрингии, где строили Фау-2, оказался в зоне оккупации войск союзников. Американцы вывезли в США около 100 тонн трофейного груза (ракеты, двигатели, запчасти), но, что важнее - главного конструктора Вернера фон Брауна и весь костяк ракетной группы. Через два месяца они отдали эту территорию СССР в обмен на Западный Берлин. Таким образом, СССР достались части ракет без чертежей и расчётов. Всю технологию производства, все расчёты пришлось делать заново.

В августе 1945 года, спецгруппа «Выстрел» начала поиск ракет Фау-2. В ней участвовали десятки видных советских учёных, а руководил коллективом С.П.Королёв, которого недавно освободили из заключения и дали звание подполковника. Поиски ракеты продолжались около года. Когда стало ясно, что эти усилия ни к чему не приведут, группа Королёва сосредоточилась на восстановлении Фау-2 по отдельным деталям.

В середине 1946 года вместо группы «Выстрел» министр вооружения СССР Дмитрий Федорович Устинов утвердил создание двух институтов: «Нордхаузен» и «Берлин». Было принято решение привлекать к работе высококлассных немецких специалистов, необязательно ракетчиков. Всего согласились работать на СССР (находясь в Германии) около 5000 человек. В результате сформировался довольно сильный коллектив под руководством Гельмута Греттрупа, который некогда занимал должность заместителя фон Брауна по радиоуправлению ракетами и электрическим системам Фау-2. Первой задачей Бюро Греттруппа было составление подробнейшего отчета о разработках ракет в Пенемюнде. Позже их стали привлекать к более серьёзной работе по восстановлению и модернизации отдельных узлов ракет.  В институтах работали и советские специалисты.

К октябрю 1946 года Фау-2 была воспроизведена.

С 18 октября по 13 ноября 1946 года было проведено 11 пусков воссозданной Фау-2.

К этому времени встал вопрос о создании собственной ракеты малой дальности. Она получила название Р-1 (8А11, объект «Волга»).

9 августа 1946 года Устинов подписал приказ № 83-К: «тов. Королева Сергея Павловича назначить Главным конструктором „изделия № 1" НИИ-88». НИИ-88, был создан 16 мая 1946 года на площадях эвакуированного орудийного завода №8 в подмосковных Подлипках (ныне - город Королёв).

Из Германии в филиал №1 НИИ-88 (в город Осташков на острове Городомля, озеро Селигер, примерно в 150 км. от Москвы) прибыло более 150 немецких специалистов, что составило вместе с семьями около 500 человек. Руководство с немецкой стороны принял на себя профессор Вольдемар Вольф, бывший руководитель отдела баллистики фирмы «Крупп», а его заместителем назначили инженера-конструктора Бласса. В состав немецкого коллектива вошли видные учёные, труды которых были хорошо известны в Германии: Пейзе – термодинамик; Франц Ланге – специалист по радиолокации; Вернер Альбринг – аэродинамик; Курт Магнус – физик и видный теоретик-гироскопист; Ганс Хох – теоретик, специалист по автоматическому управлению; Блазиг – специалист фирмы «Аскания» по рулевым машинам. В подавляющем большинстве немецкие специалисты, попавшие в НИИ-88, не были ранее сотрудниками фон Брауна в Пенемюнде. К ракетной технике они приобщились уже в институте «Нордхаузен». Вернер фон Браун впоследствии так отозвался о вывезенных немецких специалистах: «СССР все же удалось получить главного специалиста по электронике Гельмута Греттрупа… Но он оказался единственным крупным из специалистов Пенемюнде, оказавшихся в их руках».

Сразу же после создания в 1946 году ОКБ-1 (ещё в составе НИИ-88) С.П.Королёв решил, что на основании материалов, вывезенных из Германии, он сможет создать свою, «улучшенную», модель немецкой ракеты Фау-2. Узнав от Д.Ф.Устинова о таком намерении Королёва, Сталин запретил ему вносить какие-либо изменения, или усовершенствования: «Сначала вы воспроизведите ракету, а потом уже будете делать свою». Только в начале 1949 года Королёв получит непосредственно из уст Сталина разрешение «делать свою» ракету, хотя и в форме существенной модификации всё той же Фау-2.

Это недоверие Сталина к отечественным конструкторам и стремление скопировать зарубежные образцы проявлялось не раз в самых различных сферах (военной) техники. С одной стороны, это быстрее и надёжнее: можно быстрее получить и запустить в производство проверенное техническое устройство (оружие). Но, с точки зрения перспектив развития техники, такое копирование уже давно известного взамен поиска нового, является тупиковым путём.

Однако, сила личности С.П.Королёва проявилась в том, что, несмотря на руководящие указания сверху (подкреплённые силой карательного аппарата), он всегда думал о своих проектах ракет. Поэтому, говоря о конструировании советских ракет, последовавших за Р-1, трудно разграничить временные периоды по их созданию. Так, Королёв об Р-2 задумывается ещё в Германии, когда проект Р-1 ещё не обсуждался, Р-5 разрабатывается им ещё до сдачи Р-2, а ещё раньше начинается работа над небольшой мобильной ракетой Р-11, и первые расчёты по межконтинентальной ракете Р-7.

Ракета Р-1 была изменённой, улучшенной, но всё-же - модификацией Фау-2. На Р-1 была установлена автоматическая инерциальная система управления (конструктор - Н.А.Пилюгин). Двигатель РД-100, созданный для ракеты Р-1, был воспроизведённой копией немецкого двигателя, изготовленного из отечественных материалов и по отечественной технологии:

Двигатель РД-100 для ракеты Р-1

Это был однокамерный жидкостный реактивный двигатель на 75%-м растворе этилового спирта в воде и жидком кислороде. Его тяга составляла 27-31 тонн-сил, удельный импульс – 2021-2366 м/с. При создании Р-1 были применены другие материалы: в Фау-2 использовалось 87 марок и сортаментов стали и 59 цветных металлов, в Р-1 - 32 и 21 соответственно. Дальность у Р-1 была 270 км. (против 250 км. у Фау-2), отклонение от цели у - уже всего 1,5 км. (против 10 км. у Фау-2).

10 октября 1948 года Королёв проводит первый пуск ракеты Р-1. Меньше, чем за месяц, стартуют ещё восемь ракет Р-1. Первый старт ракеты Р-1А (c отделяющейся боевой частью) состоялся 7 мая.

В начале 1949 года Королёв, как мы знаем, получил непосредственно из уст Сталина разрешение «делать свою» ракету, всё ещё очень похожую на Фау-2. И в октябре 1949 года уже были проведены полигонные испытания разработанной ОКБ Королева ракеты Р-2Э - экспериментального варианта ракеты Р-2, на дальность 550-600 км. Двигатель РД-101, работавший на спирте и жидком кислороде, имел тягу 37 тонн-сил:

Двигатель РД-101 для ракеты Р-2

Ещё в конце 1947 года Королёв начал работы по проекту Р-3 - ракеты на дальность не менее 3000 км. с массой боевой части 3000 кг. Головным по разработке эскизного проекта было КБ Королёва, двигатели разрабатывались параллельно в двух организациях: в ОКБ-456 (главный конструктор - Глушко В.П.) и в НИИ-1 авиационной промышленности. Двигатель: кислородно-керосиновый ЖРД РД-110 с тягой 117,5-120 тонн-сил и временем работы 150 сек. Максимальная скорость ракеты предполагалась 4500 м/с. В результате проведённых исследований была доказана возможность создания одноступенчатой ракеты с начальной массой 72 т.

В конце 1949 года проект ракеты Р-3 был блестяще защищён. Но, как следовало из этого же проекта, двухступенчатая ракета с такой же начальной массой смогла бы летать значительно дальше или нести значительно больший полезный груз. Следовало ли продолжать работы над ракетой Р-3? Королёв решил, что не следует. Вместо этого он переключил ОКБ-1 на разработку одноступенчатой ракеты средней дальности Р-5 с начальной массой всего 29 тонн и дальностью до 1200 км., предназначенной для эффективного применения её на потенциальном евроазиатском театре военных действий. Этого было вполне достаточно, чтобы удовлетворить военных.

Ракета Р-5 (8А62, по классификации МО США и НАТО - SS-3 Shyster) создавалась на основе технических решений, уже опробованных на предыдущих ракетах и воплощала часть из того, что предназначалось для ракеты Р-3. Это была первая советская ракета с несущим баком жидкого кислорода, лишённым теплоизоляции (что компенсировалось подпиткой перед стартом). Кроме этого, конструкторы отказались от стабилизаторов, сделав ракету аэродинамически неустойчивой, хотя воздушные рули остались. Двигатель РД-103 для Р-5 (конструктор – В.П.Глушко) был ещё более форсированной версией двигателя РД-100 ракеты Р-1, превзойдя исходный по тяге в 1,7 раза (40-50 тонн-сил). Путём ряда конструктивных усовершенствований по охлаждению, тепловой защите и упрочнению удалось повысить давление и температуру в камере, увеличив при этом концентрацию горючего (92%-й этиловый спирт).

Двигатель РД-103 для ракеты Р-5

Р-5 была принята на вооружение в 1955 году.

А 21 июня 1956 года была принята на вооружение ракета Р-5М (8К51) - первая советская ракета с ядерным боевым зарядом. Для этой ракеты была разработана новая система управления, важные узлы автоматики были дублированы (а некоторые даже триплированы), что должно было обеспечить большую, по сравнению с исходной ракетой, надёжность. Натурное испытание Р-5М с ядерным зарядом состоялось 2 февраля 1956 года.

Но, С.П.Королёв не упускал из внимания и Космос: ракета Р-5М предлагалась, как первая ступень в проекте ракеты-носителя лёгкого класса для запуска спутника в рамках Международного Геофизического Года, для подстраховки в случае задержки с доводкой Р-7.

И вот мы вплотную подошли к истории создания Р-7. «Семёрка» - это высшее достижение конструкторской деятельности С.П.Королёва и история её создания поистине драматична. Перефразируя А.Эйнштейна, можно сказать, что это была «драма (технических) идей».

Компоновка и устройство ракеты Р-7: 8К71 в конфигурации на начало лётных испытаний (слева) и 8К71ПС «Спутник» (справа)

Ещё в начале 1948 года известный конструктор ракетной техники, конструктор первой советской ракеты на жидкостном двигателе, соратник С.П.Королёва по ГИРД Михаил Клавдиевич Тихонравов, хорошо зная труды К.Э.Циолковского, предложил обоснованную и просчитанную его группой из НИИ-4 Академии артиллерийских наук идею составных ракет, создание которых предполагалось возможным в недалёком будущем.

М.К.Тихонравов (слева) с С.П.Королёвым

Тихонравов сообщил об этом Королёву, с которым продолжал поддерживать постоянную связь. Придавая большое значение этим результатам, Тихонравов решил выступить на заседании Учёного совета НИИ-4 с докладом «Пути осуществления больших дальностей стрельбы» и сделал это сообщение в начале лета 1948 года в присутствии специалистов и учёных из других учреждений.

К этому времени в ОКБ-1 С.П.Королёва разрабатывались ракеты Р-1 с дальностью полёта 270 км. и ракета Р-2 на дальность порядка 600 км., прорабатывался проект ракеты на дальность примерно 1000 км. (так называемой «тысячной ракеты»). Практическую возможность достижения ещё больших дальностей в то время почти никто, особенно в кругах военных специалистов, не признавал. Поэтому сообщение Михаила Клавдиевича о том, что «пакет» из разрабатываемых в ОКБ-1 «тысячных ракет» способен достичь любых дальностей полёта, и даже вывести на орбиту искусственные спутники Земли, взбудоражило зал, вызвало бурю отрицательных и даже язвительных откликов и выступлений. Очень немногие специалисты поняли принципиальную ценность доложенных М.К.Тихонравовым результатов и высказывались с поддержкой его замыслов. Это были: С.П.Королёв, президент Академии артиллерийских наук А.А.Благонравов, а также начальник НИИ-4 генерал А.И.Нестеренко. Благодаря заинтересованной помощи этих крупных учёных доклад М.К.Тихонравова был повторён 14 июля 1948 года на годичном заседании Академии артиллерийских наук. Он был выслушан с огромным вниманием, однако отклик участников заседания, в основном, был подобен реакции большинства членов Учёного совета НИИ-4. Участник этого совещания И.М.Яцунский свидетельствовал о многочисленных критических и даже оскорбительных выступлениях в адрес Михаила Клавдиевича. Голосов же в поддержку принципиальных идей М.К.Тихонравова были очень немного.

Одним из следствий указанных докладов М.К.Тихонравова явилось то, что вышестоящее руководство упразднило в НИИ-4 отдел, в котором работал Тихонравов, как «занимающийся неактуальными проблемами». Сам М.К.Тихонравов был переведён на должность научного консультанта института. С.П.Королёв, узнав об упразднении отдела, выдал НИИ-4 в поддержку М.К.Тихонравова официальный заказ на выполнение НИР по дальнейшим исследованиям составных ракет. С этого времени начался новый этап работ этой группы. Несмотря на то, что бóльшая часть военно-инженерной общественности восприняла изложенные в докладах М.К.Тихонравова в 1948 г. положения, как неосуществимую фантастику, они всколыхнули научно-инженерную мысль новизной идей и вынудили заняться исследованиями проблем создания составных ракет более широко и подробно.

В марте 1950 года в НИИ-4 предполагалась научно-техническая конференция по вопросам ракетной техники. М.К.Тихонравов при деятельной поддержке С.П.Королёва предложил в программу конференции свой доклад «Ракетные пакеты и перспективы их развития». В нём Михаил Клавдиевич развил идеи, изложенные им ранее, дополнив их новыми результатами, и впервые прямо говорил о ближайших перспективах создания искусственных спутников Земли, вплоть до полётов на них человека. Так, по техническому заданию С.П.Королёва в группе был рассмотрен двухступенчатый «пакет» из трёх ракет Р-3, каждая из которых должна была переносить боевую часть массой порядка 3 тонны на дальность 3000 км. Было показано, что «пакет» может обеспечить не только перенос тяжёлой боевой части на любую дальность, но и вывод на орбиту спутника, масса которого может оказаться достаточной для полёта на нём человека. На конференции присутствовал С.П.Королёв с одним из своих заместителей. Доклад был выслушан внимательно, но по-прежнему преобладали недоверчивые и сатирические выступления.

4 декабря 1950 года Постановлением Совета Министров СССР была задана комплексная поисковая НИР по теме Н3 «Исследование перспектив создания РДД различных типов с дальностью полёта 5-10 тыс. км с массой боевой части 1-10 т». К работе привлекались ОКБ-456 (В.П.Глушко), НИИ-885 (М.С.Рязанский, Н.А.Пилюгин), НИИ-3 (В.К.Шебанин), НИИ-4 (А.И.Соколов), ЦИАМ, ЦАГИ (А.А.Дородницын, В.В.Струминский), НИИ-6 (Воротов), НИИ-125 (Б.П.Жуков), НИИ-137 (В.А.Костров) и НИИ-504 (С.И.Карпов), НИИ-10 (В.И.Кузнецов), НИИ-49 (А.И.Чарин), математический институт им.А.Н.Стеклова (М.В.Келдыш) и др. При выполнении темы был исследован широкий круг проблемных, в то время, вопросов и намечены пути их решения, доказана принципиальная возможность создания составных баллистических ракет, работающих на компонентах топлива «жидкий кислород - керосин», с полезным грузом 3-5 т. Был проведён детальный выбор схемы ракеты, её оптимальных параметров, числа ступеней, начальной массы, тяги двигателей и других характеристик.

К 1953 году у большинства руководителей вооружённых сил и военно-промышленного комплекса уже выработалось понимание огромного значения боевых баллистических составных ракет и перспективности создания и применения искусственных спутников Земли. Поэтому предложение М.К.Тихонравова об открытии в НИИ-4 особой НИР по упомянутой задаче, поддержанное С.П.Королёвым, при участии заместителя начальника НИИ-4 Г.А.Тюлина было принято командованием (А.И.Соколов). Это явилось прямым свидетельством признания идей и плодов усилий М.К.Тихонравова и его группы.

Эта история показывает - сколь велика может быть степень недоверия и даже агрессии в отношении новых идей даже со стороны специалистов, отягощённых самыми высокими научными степенями и, казалось бы, заинтересованных в деле. Заинтересованных, получающих за это дело зарплаты, звания и должности но не горящих Мечтой...

И как, в конце концов, усилиями людей с Мечтой и сильной волей эти фантастические идеи реализуются и становятся общепризнанными.

Согласно Постановлению Совета Министров СССР от 13 февраля 1953 года, началась разработка эскизного проекта двухступенчатой баллистической ракеты дальнего действия массой до 170 тонн с отделяющейся головной частью массой 3 тонны на дальность 8000 км.

К 1953 году С.П.Королёв принял основные решения по облику межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, и в ОКБ-1 развернулись соответствующие широкие опытно-конструкторские работы. Однако в октябре 1953 года по указанию заместителя Председателя Совета Министров СССР В.А.Малышева масса головной части в проекте была увеличена до 5500 кг. (к тому времени еще не была решена проблема создания термоядерных зарядов с высокой удельной мощностью) при сохранении дальности полёта, в связи с чем требовалась серьёзная переработка проекта (так как с головной частью такой массы спроектированная ракета могла обеспечить дальность не более 5500 км.).

В январе 1954 года состоялось совещание Главных конструкторов (С.П.Королев, В.П.Бармин, В.П.Глушко, Б.М.Коноплев, В.И.Кузнецов, Н.А.Пилюгин) с участием М.И.Борисенко, К.Д.Бушуева, С.С.Крюкова и В.П.Мишина, на котором обсуждался вопрос о дальнейших работах по ракете в связи с увеличением массы головной части. На совещании было принято решение об использовании двигателя сравнительно небольших размеров унифицированного для всех блоков, а также об ограничении габаритов блоков, допускающих их транспортирование железнодорожным транспортом. Было решено отказаться от привычного стартового стола и создать системы наземного оборудования с нетрадиционным способом подвески ракеты на специальных отбрасываемых фермах, что позволило снизить нагрузки на нижнюю часть ракеты и уменьшить её массу. Для обеспечения заданной точности стрельбы разброс импульса последействия тяги двигателей должен был быть в строго фиксированном диапазоне, однако, на стадии эскизного проектирования ОКБ-456 не сумело решить этот вопрос. Тогда было решено в качестве управляющих органов впервые использовать рулевые камеры, которые обеспечивали бы конечную ступень тяги после выключения основного маршевого двигателя и требуемый импульс последействия. Вследствие отказа В.П.Глушко разрабатывать рулевые двигатели эта работа была поручена С.П.Королёвым начальнику отдела ОКБ-1 НИИ-88 М.В.Мельникову (позже, при создании на базе Р-7 ракет-носителей, использовались рулевые двигатели, разработанные Глушко в ОКБ-456).

20 мая 1954 года было принято совместное Постановление Совета Министров СССР и ЦК КПСС по разработке двухступенчатой баллистической ракеты Р-7 (8К71). Постановлением были определены: головной разработчик - ОКБ-1 НИИ-88 (Королёв С.П.) и соисполнители: ОКБ-456 (двигатели, Глушко В.М.), НИИ-885 (системы управления, Рязанский М.С. и Пилюгин Н.А.), ГСКБ Спецмаш (наземное оборудование, Бармин В.П.), НИИ-10 (гироприборы, Кузнецов В.И.), КБ-11 (специальный заряд, Харитон Ю.Б., Арзамас-16) и НИИ-4 МО (полигонные испытания). С.П.Королёв получил широкие полномочия на привлечение не только специалистов различных отраслей промышленности, но и на использование необходимых материальных ресурсов. В приказе Министра оборонной промышленности от 6 июля 1954 года особо подчеркивалось, что создание ракеты Р-7 является задачей государственной важности и все работы должны завершиться в указанные сроки.

Эскизный проект по ракетному комплексу Р-7 был готов уже в середине июля 1954 года и 20 ноября 1954 года представленный эскизный проект ракеты Р-7 (8К71) был одобрен Советом Министров СССР.

В ноябре 1954 года в ОКБ-1 состоялось совещание с участием К.Н.Руднева, В.П.Бармина, Н.А.Пилюгина, М.С.Рязанского и представителей заказчика. На совещании было рассмотрено предложение ОКБ-1 по сборке пакета ракеты не вертикально на стартовом сооружении, как это предусматривалось в проектных проработках, а горизонтально в монтажном корпусе c последующим подвешиванием в собранном виде в стартовой системе за силовые узлы на боковых блоках. Предложение было встречено неоднозначно: нужно было ломать уже налаженный механизм организации работ, однако доводы в пользу предложения были настолько весомыми, что все сомнения отпали сами собой.

Для отработки тактико-технических характеристик МБР, запуска искусственных спутников земли, выполнения научно-исследовательских и экспериментальных работ по тематике ракетно-космической техники, начиная с февраля 1955 года, был создан Научно-исследовательский испытательный полигон №5 (НИИП №5) Министерства Обороны СССР в Казахстане в районе железнодорожной станции Тюра-Там (ныне - космодром Байконур).

Во второй половине 1956 года было принято решение о подключении к серийному изготовлению ракеты Р-7 Куйбышевского авиационного завода «Прогресс» (Линьков А.Я.). Первые ракеты на заводе «Прогресс» собирались из деталей и узлов, изготовленных на заводе №88 в подмосковных Подлипках (ныне – город Королёв). В дальнейшем при заводе «Прогресс» был организован филиал ОКБ-1 во главе с заместителем Главного конструктора Д.И.Козловым.

Несмотря на все трудности, первый лётный образец ракеты Р-7 уже в конце 1956 года был отправлен на полигон.

В начале 1957 года ракета Р-7, была готова к испытаниям. 2 ракеты из 12-ти, предназначенных для лётно-конструкторских испытаний, после соответствующих доработок были впоследствии использованы для запуска первых двух искусственных спутников Земли.

В апреле 1957 года был подготовлен и стартовый комплекс.

5 мая 1957 года ракета Р-7 №5 была вывезена на стартовую позицию. Работы по подготовке ракеты к пуску на стартовой позиции, учитывая новизну и ответственность, были разбиты на несколько дней, в частности заправка ракеты компонентами топлива предусматривалась на восьмой день.

Первый пуск Р-7 состоялся 15 мая 1957 года в 19 ч. 01 мин. по московскому времени. По визуальным наблюдениям полёт протекал нормально до 60-й секунды. Затем в хвостовом отсеке стали заметны изменения в пламени истекающих газов из двигателей и ракета взорвалась. Причиной аварии явилась негерметичность топливной магистрали горючего, образовавшаяся, по-видимому, в процессе железнодорожной перевозки. Вследствие этого ещё на старте в хвостовом отсеке блока «Д» начался пожар. Несмотря на неудачу, этот пуск позволил получить опытные данные по динамике старта и управляемому полёту 1-й ступени.

Второй пуск, назначенный на 11 июня 1957 года, не удался, несмотря на три попытки: при первых двух попытках из-за примерзания тарели главного кислородного клапана блока В происходил сброс схемы запуска, на третьей попытке произошло аварийное выключение двигательных установок на режиме предварительной ступени из-за ошибки, допущенной на технической позиции при установке клапана азотной продувки магистрали окислителя центрального блока. Ракета была снята с пускового устройства и возвращена на техническую позицию.

Специалистам под руководством ведущего конструктора Д.И.Козлова потребовался месяц упорной и кропотливой работы, чтобы устранить причины выявленных неполадок.

Третий пуск Р-7 состоялся 12 июля 1957 года в 15 ч. 53 мин. На 33-й секунде полёта ракета потеряла устойчивость. Она стала отклоняться от заданной траектории и чуть позже её пришлось подорвать. Причиной аварии оказалось замыкание на корпус цепей управляющего сигнала интегрирующего прибора по каналам вращения и тангажа.

Первая серия испытаний показала наличие серьёзных недостатков в конструкции Р-7. При анализе данных телеметрии было установлено, что в определённый момент при опорожнении баков горючего возникали колебания давления в расходных магистралях, которые приводили к повышенным динамическим нагрузкам и, в конечном счёте, к разрушению конструкции (американские конструкторы также столкнулись с этой проблемой).

Проект Р-7 оказался под угрозой. Военное руководство грозилось закрыть проект в случае очередной неудачи. И, тем самым, мечта о Космосе С.П.Королёва и его единомышленников была поставлена на карту в следующем пуске.

Но, четвёртый пуск, состоявшийся 56 лет назад, 21 августа 1957 года в 15 ч. 25 мин. оказался успешным, и ракета успешно достигла района цели (полигон Кура на Камчатке). Основным недостатком этого пуска явилось разрушение головной части в плотных слоях атмосферы на нисходящем участке траектории, причём экспериментальных данных о причинах этого разрушения получено не было, так как телеметрические записи прекратились за 15-20 секунд до падения головной части. Анализ упавших элементов конструкции головной части позволил установить, что разрушение началось с наконечника головной части, и одновременно уточнить величины уноса её теплозащитного покрытия. Это позволило доработать документацию на головную часть, уточнить компоновку, конструкторские и прочностные расчёты и изготовить её в кратчайшие сроки для очередного пуска.

27 августа 1957 года в советских средствах массовой информации было опубликовано сообщение ТАСС, что в Советском Союзе была испытана межконтинентальная баллистическая ракета.

Пятый пуск ракеты Р-7 7 сентября 1957 года в основном подтвердил результаты предыдущего пуска.

Руководство СССР наконец-то дало Королёву разрешение на запуск искусственного спутника Земли. И следующий запуск Р-7 4 октября 1957 года открыл для человечества дорогу в Космос: «семёрка», получившая название «Спутник» или 8К71ПС вывела на околоземную орбиту первый искусственный спутник Земли.

Ракета-носитель «Спутник» представляла собой Р-7 с которой были сняты головная часть, вся аппаратура системы управления полётом вместе с отсеком, в котором она размещалась. Отсек был заменён лёгким коническим  переходным отсеком, в котором размещалась минимально необходимая для обеспечения полёта аппаратура системы управления.

Надёжность и удачность конструкции Р-7 позволило создать на её основе целое семейство ракет-носителей:

Семейство ракет-носителей Р-7 и космических кораблей

К сентябрю 1958 года для обеспечения полёта космических аппаратов серии Е («Луна-1», «Луна-2», «Луна-3») на центральный блок ракеты 8К71 был установлен дополнительный блок Е - третья ступень. Это привело к изменению весовых, инерционных и жёсткостных характеристик центрального блока Д. Поэтому попытки первых запусков объектов Е к Луне в сентябре-октябре, ноябре, декабре 1958 года окончились авариями.

После анализа причин этих аварий центральный блок ракет 8К71 был существенно доработан. Двигатель РД-0105 в составе третьей ступени, созданный под руководством С.А.Косберга в воронежском ОКБ-154 (КБ химавтоматики) стал первым в мире двигателем, который запускался в космическом пространстве:

Двигатель РД-0105 блока «Е» лунной ракеты-носителя «Восток-Л» (8К72)

Компоненты топлива: жидкий кислород, керосин; тяга в пустоте: 5,04 тс (49,4 кН); удельный импульс тяги в пустоте: 316 кгс∙с/кг (3100 м/с); давление в камере: 45,9 кгс/см² (4,5 МПа); масса двигателя: 130 кг.; время работы в полёте: 454 сек.; габариты: высота – 1620 мм., диаметр среза сопла – 766 мм.

К январю 1959 года это была уже новая ракета, получившая название «Восток-Л» или «Луна» и индекс 8К72, и 2 января 1959 года состоялся первый успешный запуск ракеты 8К72 к Луне. В этом полёте впервые была достигнута вторая космическая скорость. Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-1», пройдя вблизи Луны, превратилась в искусственную планету.

12 сентября 1959 года ракета-носитель «Восток-Л» стартовала с АМС «Луна-2», которая 14 сентября 1959 года доставила на Луну вымпел с изображением герба Советского Союза.

12 февраля 1961 года с помощью ракеты-носителя «Восток-Л» осуществлён запуск к Венере.

Использование ракеты «Восток-Л» в качестве ракеты-носителя позволяло выводить на околоземную орбиту 4,5 тонн полезного груза.

В мае 1960 года лунная ракета «Восток-Л» (8К72) превратилась (путём замены двигателя РД-0105 блока «Е» на более совершенный РД-0109) в ракету-носитель «Восток» (8К72К), обеспечивавшую выведение на орбиту кораблей «Восток».

С 15 мая 1960 года по 25 марта 1961 года с целью отработки корабля «Восток» было запущено пять беспилотных кораблей-спутников. Только после такой отработки ракеты С.П.Королёв решился на запуск 12 апреля 1961 года корабля «Восток» с Ю.А.Гагариным.

На этом модернизация ракеты Р-7 не кончилась. Для осуществления полётов космических аппаратов к Луне, Марсу, Венере потребовалось установить 4-ю ступень (блок «Л»), стартующую с околоземной орбиты (ракета-носитель «Молния», 8К78).  Конструкция и двигатель (РД-0107) её 3-й ступени (блока «И») были основаны на конструкции и двигателе РД-0106 второй ступени боевой ракеты Р-9А (8К75), а конструкция 4-й ступени (блок «Л») - на конструкции блока «Е» ракеты «Восток-Л» (8К72), однако был применён принципиально новый двигатель (С1-5400) - замкнутой схемы и с возможностью запуска в невесомости.

Совершенствование ракеты Р-7 продолжалось. Проектные исследования показали, что усиленная конструкция блока Д способна выдержать более тяжёлую 3-ю ступень, получившую индекс блок «И».  Блок «И» был разработан на основе конструкции второй ступени межконтинентальной баллистической ракеты Р-9 (8К72). Ракеты в варианте с блоком «И» - «Восход» (11А57) (с двигателем блока «И» РД-0108) и «Союз» (11А511) (с двигателем РД-0110) - стали способны выводить на низкую околоземную орбиту полезный груз массой около 7 тонн.

«Восход» (11А57) был спроектирован на основе «Молнии» заменой четвёртой ступени на увеличенную полезную нагрузку. Впервые использовался для запуска спутников фоторазведки, масса которых превысила возможности ракеты «Восток». Позволил выводить пилотируемые корабли с экипажем из двух-трёх человек.

Двигатели для 3-х ступеней всех модификаций ракеты Р-7 (РД-0105, РД-0107, РД-0108, РД-0109, РД-0110, РД-0124) были изготовлены в КБ химавтоматики (КБХА):

В основе же создания ракеты-носителя «Союз» и одноимённого корабля, лежали следующие новые идеи С.П.Королёва.

После успешных запусков ракет-носителей «Восток» и «Восход» в 1958-1963 годах, С.П.Королёв приступил к разработке принципиально нового направления в пилотируемой космонавтике: предполагались не только простые полёты, максимум с пассивным сближением кораблей за счёт начального баллистического построения, но и групповые полёты, активное сближение, стыковка, переход космонавтов из корабля в корабль. Для осуществления длительных полётов предусматривалось обеспечение более или менее комфортных условий для космонавта, для чего в состав корабля нового поколения вводился бытовой отсек.

Задумывался и облёт Луны экипажем из двух человек, для чего на околоземной орбите должен был собираться комплекс в составе пилотируемого корабля «Союз-7К» и ракетного разгонного блока «Союз-9К», который, в свою очередь, заправлялся топливом на орбите танкером-заправщиком «Союз-11К». Корабль «Союз-7К», ракетный блок «Союз-9К» и танкер-заправщик «Союз-11К» предполагалось использовать для вывода на орбиту ракетой-носителем среднего класса. Однако энерговооруженности наиболее мощной, на тот момент ракеты-носителя «Восход» (11А57), по состоянию на 1963 год было недостаточно для реализации предполагаемой миссии. Кроме того, весьма остро стоял вопрос об оснащении пилотируемого космического корабля «Союз-7К» активной системой аварийного спасения (САС), способной в случае нештатной ситуации, грозящей жизни экипажа, на всех участках полёта ракеты-носителя, надёжно выполнить действия по спасению космонавтов.

Таким образом, возникла необходимость разработки новой модификации ракеты-носителя. Впоследствии эта модификация получила индекс 11А511 и наименование «Союз», она использовалась для запуска пилотируемых космических кораблей типа «Союз», а в дальнейшем и для грузовых транспортных кораблей типа «Прогресс».

Ракета-носитель «Союз»

Ракета-носитель «Союз» создавалась на базе «Восхода». Основным изменением подвергся блок 3-й ступени, которой был модернизирован с целью дальнейшего повышения энергетических характеристик ракеты-носителя - на нём был установлен более совершенный двигатель РД-0110. 

Трудно переоценить вклад «семёрки» в освоение Космоса, но главное - дар предвидения С.П.Королёва, а также К.Э.Циолковского и М.К.Тихонравова, чьи идеи и деятельность по их реализации заложили на многие десятилетия фундамент для отечественной космонавтики.

На базе уже проверенных ракет-носителей «Союз-У» и «Союз-У2» разработана значительно усовершенствованная ракета-носитель «Союз-2», которая будет применяться не только с традиционных стартовых площадок - полигонов «Байконур» и «Плесецк» - но и с территории космодрома Европейского космического агентства «Куру» (Французская Гвиана, Южная Америка).

Ракеты, основанные на конструкции Р-7, будут применяться ещё много лет и несколько потеснить их сможет лишь создаваемое российской кооперацией производителей для замены ракет-носителей типа «Союз» и «Протон» семейством перспективных ракет-носителей «Ангара», однако начало «смены поколений» вряд ли стоит ожидать ранее конца второй половины 2010-х годов.

Источники:http://epizodsspace.narod.ru/, http://www.npoenergomash.ru/, http://rbase.new-factoria.ru/, http://ru.wikipedia.org/, http://makhk.livejournal.com/, http://www.spaceavia.ru/, http://www.friends-partners.org/, http://supercoolpics.com/, http://www.astro.websib.ru/, http://www.kbkha.ru/