Аппараты 'Маринер' с 1 по 7й создавались для исследования планет с пролетной траектории. 'Маринер-1' был запущен 22 июля 1962 года к Венере, но уже через 5 минут после старта ракета 'Атлас-Аджена' отклонилась от расчётной траектории и была подорвана по радиосигналу.
'Маринер-2' массой 203 кг запустили также к Венере, 27 августа 1962 года. Через 3 с половиной месяца аппарат пролетел мимо Венеры на расстоянии 34773 км и вышел на гелиоцентрическую орбиту.
('Маринер-2' фото — https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_964.html)
Телекамеры на его борту не было — Венера представляет собой туманный шар, снимать который в оптическом диапазоне, в общем-то, бесполезно. Аппарат нёс набор научных приборов для измерения магнитных полей и регистрации заряженных частиц. С его помощью было обнаружено обратное вращение планеты, измерены некоторые параметры атмосферы и магнитного поля. Аппарат замерил температуру атмосферы приповерхностных слоёв Венеры (вероятно, пирометром) и установил, что она составляет около 500 градусов Цельсия.
Само по себе создание орбитальной станции уже к 1962 году, казавшееся нереальным чудом, было полностью обосновано планом, тщательно разработанным Королёвым при участии Тихонравова и Челомея. Основами для этого достижения стали полученная в октябре 1953 года в документах Веденеева рецептура твёрдого ракетного топлива, данные по компоновке космических кораблей 'Союз', орбитальных станций 'Салют', 'Алмаз', 'Мир', чертежи и схемы ракетного двигателя НК-33, а также информация политического и организационного характера из электронной энциклопедии, книг, статей и других источников.
Более быстрая отработка твердотопливных МБР РТ-2 позволила снять с ОКБ-52 Челомея работу по созданию дешёвой МБР УР-100. Ставка советского руководства на лёгкие твердотопливные МБР и более тяжёлые Р-9, с последующим переходом на янгелевские Р-36 для шахтного базирования, сняла с Челомея длительную работу по созданию МБР УР-200, а заодно была закрыта тема создания среднего носителя УР-500 'Протон' на ядовитом высококипящем топливе. 'Отмена' УР-100 потянула за собой отмену проработки бесперспективного комплекса ПРО 'Таран'. У Челомея освободились значительные ресурсы, которые Королёв, как технический директор Главкосмоса, перенаправил на создание орбитальных станций.
Информация об устройстве весьма совершенного ракетного двигателя закрытого типа и отправка Василия Павловича Мишина на руководство Омским машиностроительным заводом позволили сохранить хорошие отношения Королёва с Глушко. А заодно и сохранить у Валентина Петровича 'баланс интересов', более равномерно распределив нагрузку ОКБ-456 между кислородными двигателями для космических ракет и гептиловыми для янгелевских МБР. Результатом этого стало успешное завершение длительной 6-летней отработки двигателя РД-33 и создание на его базе модификации РД-43 для вторых ступеней носителей. Наличие мощного и весьма совершенного двигателя позволило к 1961 году перейти от использования дорогой и достаточно сложной ракеты-носителя Р-7 к намного более простому и дешёвому носителю 'Союз-2.3', разработанному на базе МБР Р-9. Побочным результатом стало создание первой в мире глобальной МБР ГР-1 (АИ частично).
Отработав двигатель закрытой схемы и космический корабль 'Север' 'за счёт заведения' — на запусках многочисленных военных спутниках фоторазведки, конструкторы ОКБ-1 развили успех, разработав универсальный ракетный модуль 'Днепр', с семью двигателями РД-33, выводящий на низкую орбиту полезную нагрузку в 28 тонн. С его помощью уже можно было вывести в космос настоящую, полноразмерную орбитальную станцию.
Проектов орбитальных станций в ОКБ-1 было много. Один из первых таких проектов, описанный Королевым в письме министру обороны (в реальной истории — от 23 июня 1960 г), был именно военным. Маневрирующая станция массой от 25 до 30 тонн, или в более тяжёлом варианте — от 60 до 70 тонн (!), с экипажем от трёх до пяти человек, предлагалась для решения задач разведки, боевых действий против вражеских космических кораблей, уничтожения баллистических ракет противника, астрономических, метеорологических и геофизических наблюдений и экспериментов, изучения солнца и радиационных поясов, постановки биологических экспериментов.
Королёв с самого начала рассматривал орбитальную станцию в связке с проектом тяжёлого межпланетного корабля, понимая, что решаемые ими задачи по обеспечению длительной жизнедеятельности экипажа имеют много общего. В свои рабочие 'Заметки по тяжелому межпланетному кораблю (ТМК) и тяжелой орбитальной станции (ТОС)', (в реальной истории датированные 14 сентября 1962 года) Главный конструктор записал:
'...Надо бы начать разработку 'Оранжереи (ОР) по Циолковскому', с наращиваемыми постепенно звеньями или блоками и надо начинать работать над 'космическими урожаями'. Каков состав этих посевов, какие культуры? Их эффективность, полезность? Обратимость (повторяемость) посевов из своих же семян, из расчета длительного существования ОР. Какие организации будут вести эти работы: по линии растениеводства (и вопросов почвы, влаги и т. д.), по линии механизации и 'свето-тепло-солнечной' техники и систем ее регулирования для ОР и т. д.?
Видимо, к ОР надо одновременно начать разработку и 'космической фермы' (КФ) для животных и птицы. Надо бы эту задачу уточнить — имеет ли она практический смысл для экологического цикла (институты Академии наук и Академии медицинских наук). Надо решить проблему 'постоянных спутников' или 'орбитального пояса' для нанесения ряда функций в течение очень длительного времени.
Как их (эти спутники) ремонтировать, регулировать, перезаряжать и т. д.? Нужна целая система или служба около Земли.
Очевидно, что в 'орбитальном поясе' следует расположить и 'запасные базы-спутники' для кораблей, которым это будет вдруг нужно! По типу туристских запасных баз, со всем необходимым для крайнего случая (воздух, влага и питание, энергетика запасная, связь, медикаменты, аппаратура для создания искусственной тяжести и др.). Но, возможно, следует создать вечный спутник Луны для этих целей, а на Луне — основную базу. Создание вечного (и достаточно крупного) станции-спутника Луны выгодно тем, что пролетающим кораблям не надо будет садиться на Луну, либо опускать на ее поверхность ракетные (планетные) зонды, что связано со значительными затратами топлива и другими трудностями. Видимо, к станции-спутнику Луны можно будет 'причалить' с минимальными затратами энергии (это надо тщательно проверить и сравнить с посадкой на Луну и с возвратом на орбиту с поверхности Луны). [...]
Вопросы, связанные с невесомостью, — основные! Видимо, здесь опыты на 'Союзе' и на ТОС дадут возможность получить большие и очень большие длительности (до 1 года) пребывания в условиях невесомости (что при 1 годе решает проблему полета к ближним планетам, так как сроки 3-5 лет будут уже примерно того же порядка).
В условиях длительного космического полета можно будет основательно проверить: влияние невесомости на разных людях и на достаточно большом числе людей, разные медикобиологические средства, разные механические средства временного и постоянного искусственного тяготения. Можно будет впервые развернуть в космическом пространстве настоящие медико-биологические исследования и наблюдения в действительных условиях. Тут же будет проверяться и вся вообще техника для более длительных полетов.
Видимо, создание ТОС есть необходимый этап для длительных полетов в космическом пространстве, так как здесь будет отрабатываться у Земли вся техника.
Это важный методический шаг, без которого не пройти.
Ему предшествовать должна тщательная и длительная подготовка на Земле, в земных условиях людей и техники, хотя эта будет во многих случаях и не совсем то, что нужно...' (цитируется по А. Первушин 'Битва за звёзды')
'Оранжерея по Циолковскому' в виде модуля 'Природа' была построена, выведена на орбиту и несколько месяцев работала в составе малой орбитальной станции 'Вега' (АИ.) Министерство обороны заинтересовалось предложениями Королёва по военному использованию орбитальных станций и поручило разработать эскизный проект для более подробного обсуждения.
Проработанный в достаточной степени эскизный проект долговременной орбитальной станции военного назначения, известной как 'ТОС', был представлен конструкторами ОКБ-1 в мае 1961 года. Станция была рассчитана на экипаж из трёх человек и состояла из трёх цилиндрических герметизированных модулей. Предполагались внушительные габариты: полная длина — 52 метра, максимальный диаметр — 4,2 метра, полная масса — 150 тонн. Два из них, длиной по 20 метров, использовались как жилые помещения. Их соединял 12-метровый центральный модуль с четырьмя стыковочными узлами посередине. Военное применение станции предполагало возможность получения боевых повреждений, поэтому жилые модули разделялись на два отсека дополнительными переборками с люками. В случае критической ситуации переборки позволяли разделить станцию на пять герметичных частей. В качестве источников электропитания планировалось использовать солнечные батареи и компактный ядерный реактор.
'Осетра' пришлось урезать по массе, так как модули по 34 и 57 тонн не укладывались в расчётную грузоподъёмность УРМ 'Днепр'. Поэтому окончательный проект выглядел более похожим на станцию 'Мир'.
Сама по себе идея сделать орбитальную станцию как 'бочку большого диаметра с использованием систем от 'Союза' была найдена в присланной литературе, хотя, в общем-то, она и так 'лежала на поверхности' и несколько раз высказывалась и Тихонравовым, и Феоктистовым в ходе многочисленных внутренних обсуждений. Присланные книги и статьи, скорее, подтвердили её правильность. Одно только упоминание, что в 'той' истории ДОС была сделана в течение года на основе 'конфискованного' у Челомея корпуса ОС 'Алмаз' и приборного отсека 'Союза' сократило на несколько лет этап предварительных согласований проекта.
Намного больше повлияли на конструкцию идеи, заложенные в последующих станциях. Проектанты сразу отказались от использования приборного отсека 'Союза', предусмотрев в задней части базового модуля станции негерметичный агрегатный отсек, равный по диаметру основному корпусу. В его центре располагалась герметичная шлюзовая камера-тоннель (аналогично компоновке станции 'Мир'). Два стыковочных узла, спереди и сзади, закладывались сразу, ещё на этапе эскизного проекта. После ознакомления с 'концептами перспективных орбитальных станций' — так в рассылке ИАЦ была зашифрована информация по 'Миру' и МКС — в проекте появился 'шарик' переходного отсека с четырьмя дополнительными стыковочными узлами для размещения боковых дополнительных модулей, и манипулятором, для упрощения перестыковки модулей с центрального узла на боковые. Собственных двигателей для манёвра станция не имела — с самого начала было ясно, что с пристыкованным к заднему узлу дополнительным модулем использование двигателей, расположенных в агрегатном отсеке, будет невозможно. Ограничились только установкой двигателей ориентации.
(Такая ситуация возникла на ОС 'Мир' после стыковки с модулем 'Квант' — установленные в заднем агрегатном отсеке двигатели маневрирования тягой по 300 кг не могли быть задействованы без повреждения модуля)
Подъём орбиты станции предполагалось при необходимости выполнять за счёт тяги двигателя пристыкованного космического корабля — 'Союз' или ТКС. Для упрощения транспортировки базовый отсек станции рассчитывался на диаметр 4,2 метра, это обеспечивало возможность вывода на 'Союзе-2.5' с надкалиберным переходником (АИ).
Основу базового модуля орбитальной станции составлял герметичный рабочий отсек, где располагался центральный пост управления и средства связи. Комфортные условия для экипажа были обеспечены индивидуальными 'каютами' и общей кают-компанией с рабочим столом, устройствами для подогрева воды и пищи, и уже привычным 'космическим туалетом'. Умывание по-прежнему производилось при помощи одноразовых влажных полотенец и салфеток. С учётом предполагаемой многомесячной продолжительности будущих полётов станцию оснастили 'баней' — складной помывочной кабиной из плёнки, в которой можно было не только принять душ, но даже попариться — циркуляция горячего воздуха обеспечивалась вентиляторами и электрическим подогревом.
Космическая 'баня'
Рядом размещалась беговая дорожка и велоэргометр, установки для получения кислорода и регенерации воды. В стенку корпуса вмонтировали портативную шлюзовую камеру для аварийного выхода в открытый космос. На наружной поверхности рабочего отсека размещались 4 поворотные панели солнечных батарей. Перед рабочим отсеком располагался герметичный переходный отсек, отделённый от станции гермопереборкой с люком и способный служить шлюзом для выхода в открытый космос. Он имел пять стыковочных узлов для соединения с транспортными кораблями и научными модулями. За рабочим отсеком — негерметичный агрегатный отсек с баками для расходных компонентов и силовыми гиродинами, обеспечивающими ориентацию станции без расхода рабочего тела.
(На станции 'Мир' гиродины располагались в модуле дооснащения 'Квант-2')
В зону большого диаметра РО сбоку входил негерметичный отсек научной аппаратуры (ОНА) в виде конуса до потолка станции. В нем размещался разработанный Крымской астрофизической обсерваторией орбитальный солнечный телескоп ОСТ-1, и другие научные приборы. Здесь же располагались три поста для работы с научно-исследовательской аппаратурой, в состав которой, помимо ОСТ-1, входили рентгеновский телескоп РТ-2 (ФИАН), инфракрасный телескоп-спектрометр ИТСК, визир с 60-кратным увеличением ОД-4, позволявший 'останавливать бег' земной поверхности на несколько секунд, фокусируясь на сопровождаемом объекте, фотоэмульсионная камера ФЭК-7А и другая аппаратура. Для фотографирования поверхности Земли использовались фотоаппараты АФА-41/20 и АФАМ-31. Также в отсеке была установлена аппаратура и устройства для медицинских исследований.
Снаружи агрегатного отсека на поворотной штанге находилась остронаправленная антенна, обеспечивающая связь через спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите.
В целом компоновка орбитальной станции в АИ более-менее соответствует ОС 'Мир' (на рисунке)
В состав оборудования и служебных систем базового модуля входили:
— система управления бортовым комплексом (СУБК);
— система ориентации и управления движением (СОУД);
— корректирующие двигательные установки (КДУ) и система исполнительных органов (СИО);
— бортовой радиотехнический комплекс (БРТК);
— система бортовых измерений (СБИ);
— система электропитания (СЭП);
— система обеспечения теплового режима (СОТР);
— система жизнеобеспечения (СЖО);
— медицинская аппаратура и средства профилактики;
— система освещения (СО);
— система стыковки: стыковочные узлы, лазерный дальномер (АИ) и радиооборудование системы 'Игла';
— запасной инструмент и приспособления (ЗИП)
Все эти системы на тот момент уже были реализованы для космических кораблей 'Север' и 'Союз'. При создании орбитальных станций задачей конструкторов было адаптировать уже готовые системы с учётом увеличившихся объёмов, энергопотребления и тепловыделения и разместить их на базовом блоке станции.
