Il 21 agosto 1957, esattamente 60 anni fa, il primo missile balistico intercontinentale (ICBM) R-7 al mondo fu lanciato con successo dal cosmodromo di Baikonur. Questo missile sovietico è stato il primo missile balistico intercontinentale ad essere testato con successo e ha consegnato una testata a un raggio intercontinentale. L'R-7, che era anche chiamato il "sette" (indice GRAU - 8K71), era un missile balistico intercontinentale a due stadi con una testata staccabile del peso di 3 tonnellate e un raggio di volo di 8 mila chilometri.
Successivamente, dal 20 gennaio 1960 alla fine del 1968, una modifica di questo missile con la designazione R-7A (indice GRAU - 8K74) con un raggio di volo aumentato di 9,5 mila chilometri era in servizio con le forze missilistiche strategiche dell'URSS. Nei paesi della NATO, questo missile era noto come SS-6 Sapwood. Questo razzo sovietico è diventato non solo un'arma formidabile, ma anche un'importante pietra miliare nella cosmonautica russa, diventando la base per la creazione di veicoli di lancio destinati al lancio di veicoli spaziali e navi nello spazio, compresi quelli con equipaggio. Il contributo di questo razzo all'esplorazione dello spazio è enorme: molti satelliti artificiali terrestri sono stati lanciati nello spazio su veicoli di lancio R-7, a partire dai primissimi, e il primo uomo è volato nello spazio.
La storia della creazione del razzo R-7
La storia della creazione dell'ICBM R-7 è iniziata molto prima che avvenisse il suo primo lancio, tra la fine degli anni '40 e l'inizio degli anni '50. Durante questo periodo, in base ai risultati dello sviluppo dei missili balistici a stadio singolo R-1, R-2, R-3 e R-5, guidati dall'eccezionale progettista sovietico Sergei Pavlovich Korolev, divenne chiaro che in il futuro, per raggiungere il territorio di un potenziale nemico, un composito significativamente più potente un razzo multistadio, l'idea di creare che era stata precedentemente espressa dal famoso teorico della cosmonautica russo Konstantin Tsiolkovsky.
Nel 1947, Mikhail Tikhonravov organizzò un gruppo separato presso l'Istituto di ricerca delle scienze dell'artiglieria, che iniziò a condurre studi sistematici sulla possibilità di sviluppare missili balistici compositi (multistadio). Dopo aver studiato i risultati ottenuti da questo gruppo, Korolev ha deciso di eseguire un progetto preliminare di un potente razzo multistadio. La ricerca preliminare sullo sviluppo degli ICBM è iniziata nel 1950: il 4 dicembre 1950, con il decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS, è stato svolto un lavoro di ricerca e sviluppo completo sul tema "Studio delle prospettive per la creazione di vari tipi di RDD con un raggio di volo di 5-10 mila chilometri e un peso della testata da 1 a 10 tonnellate." … E il 20 maggio 1954 fu emesso un altro decreto governativo, che assegnava ufficialmente all'OKB-1 il compito di sviluppare un missile balistico in grado di trasportare una carica termonucleare a distanza intercontinentale.
Nuovi potenti motori per il razzo R-7 sono stati creati in parallelo all'OKB-456, il lavoro è stato supervisionato da Valentin Glushko. Il sistema di controllo del razzo è stato progettato da Nikolai Pilyugin e Boris Petrov, il complesso di lancio è stato progettato da Vladimir Barmin. Nel lavoro sono state coinvolte anche altre organizzazioni. Allo stesso tempo, il paese ha sollevato la questione della costruzione di un nuovo sito di prova per i missili balistici intercontinentali. Nel febbraio 1955, fu emesso un altro decreto del governo dell'URSS sull'inizio della costruzione del sito di prova, che fu nominato il quinto sito di ricerca e test del Ministero della Difesa (NIIP-5). Fu deciso di costruire il poligono nell'area del villaggio di Baikonur e dell'incrocio Tyura-Tam (Kazakistan), in seguito passò alla storia ed è noto fino ad oggi proprio come Baikonur. Il cosmodromo fu costruito come una struttura altamente segreta; il complesso di lancio per i nuovi missili R-7 era pronto nell'aprile 1957.
Il progetto del razzo R-7 fu completato nel luglio 1954 e già il 20 novembre dello stesso anno la costruzione del razzo fu ufficialmente approvata dal Consiglio dei ministri dell'URSS. All'inizio del 1957, il primo missile balistico intercontinentale sovietico era pronto per essere testato. A partire da metà maggio 1957, fu effettuata la prima serie di test del nuovo razzo, che dimostrò la presenza di gravi difetti nella sua progettazione. Il 15 maggio 1957 fu effettuato il primo lancio dell'ICBM R-7. Secondo le osservazioni visive, il volo del razzo è proceduto normalmente, ma poi i cambiamenti nella fiamma dei gas di scarico dei motori sono diventati evidenti nel compartimento di coda. Successivamente, dopo aver elaborato la telemetria, è stato riscontrato che un incendio è scoppiato in uno dei blocchi laterali. Dopo 98 secondi di volo controllato a causa della perdita di spinta, questa unità è stata separata, dopo di che è seguito il comando di spegnere i motori a razzo. La causa dell'incidente è stata una perdita nel tubo del carburante.
Il successivo lancio, previsto per l'11 giugno 1957, non avvenne a causa di un malfunzionamento dei motori dell'unità centrale. Diversi tentativi di avviare i motori a razzo non hanno portato a nulla, dopo di che l'automatico ha emesso un comando di arresto di emergenza. La direzione del test ha deciso di drenare il carburante e rimuovere l'ICBM R-7 dal sito di lancio. Il 12 luglio 1957, il razzo R-7 fu in grado di decollare, ma a 33 secondi di stabilità di volo andarono perduti, il razzo iniziò a deviare dalla traiettoria di volo specificata. Questa volta la causa dell'incidente è stato un cortocircuito sul corpo dei circuiti del segnale di controllo dell'integratore lungo il canale di rotazione e beccheggio.
Solo il quarto lancio del nuovo razzo, avvenuto il 21 agosto 1957, fu riconosciuto come successo, il razzo per la prima volta fu in grado di raggiungere l'area bersaglio. Il razzo è stato lanciato da Baikonur, ha elaborato la sezione attiva della traiettoria, dopo di che la testa del razzo ha colpito un dato quadrato della penisola di Kamchatka (gamma del razzo Kura). Ma anche in questo quarto lancio, non tutto è andato liscio. Il principale svantaggio del lancio era la distruzione della testa del razzo negli strati densi dell'atmosfera nella parte discendente della sua traiettoria. La comunicazione telemetrica con il razzo è stata persa 15-20 secondi prima del tempo stimato per raggiungere la superficie terrestre. L'analisi degli elementi strutturali caduti della testata del razzo R-7 ha permesso di stabilire che la distruzione è iniziata dalla punta della testata e allo stesso tempo di chiarire l'entità del riporto del suo rivestimento di schermatura termica. Le informazioni ricevute hanno permesso di finalizzare la documentazione per la testata missilistica, di chiarire la forza e i calcoli di progettazione, il layout e anche di fabbricare un nuovo missile il prima possibile per il prossimo lancio. Allo stesso tempo, il 27 agosto 1957, sulla stampa sovietica apparvero notizie sul successo del test in Unione Sovietica di un razzo multistadio a lunghissima gittata.
I risultati positivi del volo del primo ICBM sovietico R-7 nella sezione attiva della traiettoria hanno permesso di utilizzare questo razzo per lanciare i primi satelliti artificiali della storia dell'umanità il 4 ottobre e il 3 novembre dello stesso anno. Originariamente creato come missile da combattimento, l'R-7 possedeva le capacità energetiche necessarie, che hanno permesso di usarlo per lanciare una massa significativa di carico utile nello spazio (in orbita vicina alla Terra), come è stato chiaramente dimostrato dal lancio del primi satelliti sovietici.
Sulla base dei risultati di 6 lanci di prova dell'ICBM R-7, la sua testata è stata significativamente modificata (infatti, sostituita con una nuova), il sistema di separazione della testata è stato rivisto e sono state utilizzate anche antenne a fessura del sistema di telemetria. Il 29 marzo 1958 ebbe luogo il primo lancio, che ebbe pieno successo (la testa del razzo raggiunse il bersaglio senza distruzione). Allo stesso tempo, durante il 1958 e il 1959, continuarono i test di volo del razzo, in base ai risultati dei quali furono apportate tutte le nuove modifiche al suo design. Di conseguenza, con la risoluzione del Consiglio dei ministri dell'URSS e del Comitato centrale del PCUS n. 192-20 del 20 gennaio 1960, il razzo R-7 fu ufficialmente messo in servizio.
Design a razzo R-7
Il missile balistico intercontinentale R-7, creato a OKB-1 sotto la guida del capo progettista Sergei Pavlovich Korolev (capo progettista Sergei Sergeevich Kryukov), è stato costruito secondo il cosiddetto schema "batch". Il primo stadio del razzo era costituito da 4 blocchi laterali, ciascuno dei quali aveva una lunghezza di 19 metri e un diametro massimo di 3 metri. I blocchi laterali erano posizionati simmetricamente attorno al blocco centrale (il secondo stadio del razzo) e collegati ad esso dalle cinghie inferiori e superiori delle connessioni di potenza. Il design dei blocchi del razzo era lo stesso. Ciascuno di essi consisteva in un cono di supporto, un anello di potenza, serbatoi di carburante, un vano di coda e un sistema di propulsione. Tutte le unità erano dotate di motori a razzo RD-107 con un sistema di pompaggio per la fornitura di componenti del carburante. Questo motore è stato costruito su un circuito aperto e comprendeva 6 camere di combustione. In questo caso, due camere sono state utilizzate come camere di guida. Il motore a razzo RD-107 ha sviluppato una spinta di 82 tonnellate sulla superficie terrestre.
Il secondo stadio del razzo (blocco centrale) comprendeva un vano strumenti, un serbatoio di carburante e ossidante, un anello di potenza, un vano di coda, un motore principale e 4 unità di sterzo. Nel secondo stadio è stato posizionato lo ZhRE-108, che era simile nel design all'RD-107, ma differiva in un gran numero di camere di sterzo. Questo motore ha sviluppato 75 tonnellate di spinta al suolo. È stato acceso contemporaneamente ai motori del primo stadio (anche al momento del lancio) e ha funzionato di conseguenza più a lungo del motore a propellente liquido del primo stadio. Il lancio di tutti i motori disponibili del primo e del secondo stadio proprio all'inizio è stato effettuato per il motivo che a quel tempo i creatori del razzo non avevano fiducia nella possibilità di un'accensione affidabile dei motori del secondo stadio ad alta quota. Un problema simile è stato poi affrontato dai progettisti americani che stavano lavorando ai loro ICBM Atlas.
LPRE RD-107 nel Museo Memoriale della Cosmonautica di Mosca
Tutti i motori del primo missile balistico intercontinentale sovietico R-7 utilizzavano carburante bicomponente: carburante - cherosene T-1, ossidante - ossigeno liquido. Per azionare i gruppi turbopompa dei motori a razzo, è stato utilizzato il gas caldo formato nel generatore di gas durante la decomposizione catalitica del perossido di idrogeno e l'azoto compresso per pressurizzare i serbatoi. Per garantire la portata data del volo del razzo, è stato posizionato su di esso un sistema automatico per la regolazione delle modalità operative dei motori, nonché un sistema per lo svuotamento sincrono dei serbatoi (SOB), che ha permesso di ridurre la fornitura di carburante garantita. Il design e il layout del razzo R-7 hanno assicurato il lancio di tutti i suoi motori al momento del lancio utilizzando speciali dispositivi di piroaccensione, che sono stati collocati in ciascuna delle 32 camere di combustione. I motori a razzo da crociera di questo razzo per il loro tempo si distinguevano per caratteristiche energetiche e di massa molto elevate e si distinguevano anche favorevolmente per il loro alto grado di affidabilità.
Il sistema di controllo del missile balistico intercontinentale R-7 è stato combinato. Il sottosistema autonomo era responsabile della stabilizzazione angolare e della stabilizzazione del centro di massa mentre il razzo si trovava sulla gamba attiva della traiettoria. E il sottosistema di ingegneria radio era responsabile della correzione del movimento laterale del centro di massa nella fase finale della sezione attiva della traiettoria e dell'emissione di un comando per spegnere i motori. Gli organi esecutivi del sistema di controllo missilistico erano i timoni aerei e le camere rotanti dei motori di governo.
Il valore del razzo R-7 nella conquista dello spazio
L'R-7, che molti chiamavano semplicemente i "sette", divenne il capostipite di un'intera famiglia di razzi vettori di fabbricazione sovietica e russa. Sono stati creati sulla base degli ICBM R-7 nel corso di un processo di modernizzazione profondo e in più fasi. Dal 1958 ad oggi, tutti i missili della famiglia R-7 sono prodotti da TsSKB-Progress (Samara).
Lancia veicoli basati su R-7
Il successo e, di conseguenza, l'elevata affidabilità del design del missile, combinata con una potenza sufficientemente grande per gli ICBM, hanno permesso di utilizzarlo come veicolo di lancio. Già durante il funzionamento dell'R-7 in questa capacità, sono state identificate alcune carenze, è avvenuto un processo di suo graduale ammodernamento per aumentare la massa del carico utile messo in orbita, l'affidabilità, nonché ampliare la gamma di compiti risolti dal razzo. I veicoli di lancio di questa famiglia hanno davvero aperto l'era spaziale a tutta l'umanità, con il loro aiuto, tra l'altro, sono stati realizzati:
- lancio in orbita terrestre del primo satellite artificiale;
- lancio nell'orbita terrestre del primo satellite con a bordo un essere vivente (il cane cosmonauta Laika);
- lancio in orbita terrestre della prima navicella con un uomo a bordo (volo di Yuri Gagarin).
L'affidabilità del design del razzo R-7 creato da Korolev ha permesso di sviluppare sulla sua base un'intera famiglia di veicoli di lancio: Vostok, Voskhod, Molniya, Soyuz, Soyuz-2 e le loro varie modifiche. Inoltre, i più recenti vengono utilizzati attivamente oggi. I razzi della famiglia R-7 sono diventati i più massicci della storia, il numero dei loro lanci è già di circa 2000, sono anche riconosciuti come uno dei più affidabili al mondo. Ad oggi, tutti i lanci con equipaggio dell'Unione Sovietica e della Russia sono stati effettuati utilizzando razzi portanti di questa famiglia. Attualmente, Roskosmos e le forze spaziali stanno attivamente utilizzando i missili Soyuz-FG e Soyuz-2 di questa famiglia.
Copia duplicata di "Vostok-1" di Gagarin. Esposto sul territorio del Museo della Cosmonautica di Kaluga
