21 sierpnia 1957 r. międzykontynentalny pocisk balistyczny R-7 został pomyślnie wystrzelony z kosmodromu Bajkonur położonego na kazachskich stepach. Pocisk z powodzeniem pokonał wyznaczoną trasę, a jego głowica, która symulowała głowicę nuklearną, celnie trafiła w cel szkoleniowy na Kamczatce. Pocisk R-7 stał się pierwszym na świecie międzykontynentalnym pociskiem balistycznym. Twórcą tej rakiety był wybitny krajowy projektant rakiety Siergiej Pawłowicz Korolew. Później, na bazie rakiety R-7, powstała cała rodzina rakiet nośnych średniej klasy, które w znacznym stopniu przyczyniły się do ludzkiej eksploracji kosmosu. To na rakietach należących do tej rodziny wysłano w kosmos wiele sztucznych satelitów Ziemi, poczynając od pierwszych, a także wszystkich sowieckich i rosyjskich kosmonautów, począwszy od Jurija Gagarina.
Dekret o utworzeniu rakiety balistycznej o zasięgu międzykontynentalnym został podpisany przez rząd ZSRR i Komitet Centralny KPZR 20 maja 1954 r. Pracami nad stworzeniem rakiety R-7, a także całego niezbędnego sprzętu potrzebnego do jej startów, kierował legendarny Siergiej Korolow. Już na początku 1957 roku rakieta była gotowa do testów. Konstrukcja rakiety R-7 zasadniczo różniła się od wszystkich wcześniej zaprojektowanych pocisków pod względem schematów mocy i układu, masy i wymiarów, liczby i przeznaczenia systemów oraz mocy systemów napędowych. W lutym 1955 r. rząd ZSRR wydał dekret o rozpoczęciu prac nad budową poligonu dla międzykontynentalnych rakiet balistycznych. Na miejsce budowy wybrano wieś Bajkonur, położoną w pobliżu węzła Tyura-Tam (Kazachstan). W kwietniu 1957 r. kompleks startowy nowych rakiet międzykontynentalnych R-7 był gotowy.
Począwszy od połowy maja 1957 r. na kosmodromie przeprowadzono serię testów nowej rakiety. Pierwsze 3 premiery zakończyły się niepowodzeniem i ujawniły poważne wady w jego konstrukcji. Dzięki późniejszej analizie danych telemetrycznych udało się ustalić, że w pewnym momencie lotu, gdy zbiorniki paliwa były opróżniane, w przewodach przepływowych zaczęły pojawiać się wahania ciśnienia, co prowadziło do zwiększenia obciążeń dynamicznych i ostatecznie do zniszczenie konstrukcji rakiety. Warto zauważyć, że z tymi problemami borykali się również Amerykanie. W rezultacie tylko czwarty start rakiety zakończył się sukcesem, który przeprowadzono 21 sierpnia 1957 roku. Prawie tydzień później w sowieckich gazetach opublikowano raport TASS o udanych testach rakiety wielostopniowej ultradalekiego zasięgu w ZSRR.
Uzyskane pozytywne wyniki lotu międzykontynentalnego pocisku balistycznego R-7 w aktywnym odcinku jego trajektorii umożliwiły wykorzystanie go do wystrzelenia pierwszych 2 sztucznych satelitów Ziemi 4 października i 3 listopada 1957 roku. Stworzona jako nowoczesna broń, ta rakieta miała dobre zdolności energetyczne, co pozwoliło jej wystrzelić wystarczająco dużą masę na orbitę okołoziemską, co było więcej niż używane podczas wystrzeliwania satelitów. Pocisk ten został przyjęty przez Armię Radziecką 20 stycznia 1960 r. Pocisk służył w armii do 1968 roku.
Projekt rakiety międzykontynentalnej R-7 był jednym z największych programów inżynieryjnych, jakie kiedykolwiek zrealizowano w ZSRR. Realizacja tego projektu stała się punktem wyjścia do rozwoju wielu dziedzin nauki i techniki związanych z rakietami. W przyszłości to właśnie ten udany projekt stał się podstawą do stworzenia nowych podstawowych modyfikacji kompleksów rakietowych i kosmicznych, do których należą Woschod, Wostok, Sojuz i Molniya.
Sukces i niezawodność projektu R-7 doprowadziły do możliwości wykorzystania go jako pojazdu startowego. To właśnie reaktory nośne tej rodziny otworzyły nową erę kosmiczną dla ludzkości, przy pomocy rakiet z tej rodziny przeprowadzono następujące działania:
- wystrzelenie pierwszego sztucznego satelity na orbitę ziemską
- wystrzelenie pierwszego satelity z żywą istotą na pokładzie na orbitę ziemską
- wystrzelenie pierwszego załogowego statku kosmicznego na orbitę okołoziemską
- wycofanie stacji Luna-9, która dokonała pierwszego w historii miękkiego lądowania na powierzchni Księżyca.
Konstrukcja rakietowa R-7
R-7 jest dwustopniowym międzykontynentalnym pociskiem balistycznym, wyposażonym w 3-tonową odłączalną głowicę i o zasięgu 8000 km. Modyfikacja tego pocisku pod oznaczeniem R-7A ze zwiększonego do 11 000 km. w latach 1960-1968 służył w Strategicznych Siłach Rakietowych ZSRR. W NATO pocisk ten otrzymał oznaczenie kodowe SS-6 (Sapwood), w ZSRR z kolei zastosowano indeks GRAU-8 K74. Następnie, na podstawie rakiety R-7, opracowano ogromną liczbę pojazdów nośnych średniej klasy.
Rakieta R-7 została opracowana przez zespół OKB-1 pod kierownictwem głównego projektanta S. P. Korolowa i została wyprodukowana zgodnie ze schematem „partiami”. Pierwszy etap pocisku międzykontynentalnego składał się z 4 bloków bocznych, z których każdy miał długość 19 metrów i maksymalną średnicę 3 metry. Bloki te były rozmieszczone symetrycznie wokół bloku centralnego (drugi stopień rakiety) i były z nim połączone za pomocą dolnego i górnego pasa połączeń energetycznych.
Konstrukcja wszystkich bloków była tego samego typu i zawierała stożek nośny, pierścień mocy, zbiorniki paliwa, komorę ogonową i układ napędowy. Na każdym z bloków pierwszego stopnia rakiety zainstalowano silniki rakietowe na paliwo ciekłe (LPRE) RD-107, stworzone w OKB-456, którym kierował akademik Głuszko. Silniki te miały dopływ paliwa do pompowania. Silnik RD-107 został wykonany w obiegu otwartym i posiadał 6 komór spalania. Dwie z tych komór służyły jako komory sterownicze. Ten silnik rakietowy wytworzył siłę ciągu 78 ton na powierzchni ziemi.
Centralny blok rakiety R-7 zawierał przedział przyrządów, zbiorniki paliwa i utleniacza, przedział ogonowy, pierścień mocy, 4 jednostki sterujące i silnik podtrzymujący. Na drugim stopniu rakiety zamontowano RD-108 LPRE, który był podobny do wersji „107”, ale miał większą liczbę komór sterowych. Silnik ten mógł wytworzyć ciąg 71 ton na powierzchni ziemi i pracował dłużej niż silnik rakietowy na paliwo płynne w bocznych blokach. Paliwo do wszystkich silników rakietowych było dwuskładnikowe i składało się z paliwa – nafty T-1 i utleniacza – ciekłego tlenu. Z kolei do sprężania zbiorników użyto ciekłego azotu, a nadtlenek wodoru zapewniono normalną pracę turbopompowych zespołów silników rakietowych.
Ta platforma startowa została zaprojektowana w 1957 roku z myślą o wystrzeleniu rakiety ICBM R-7.
Aby osiągnąć zadany zasięg lotu z rakiety, konstruktorzy zamontowali na niej synchroniczny system opróżniania zbiornika (SOB), a także automatyczny system regulacji trybów pracy silnika. Wszystko to pozwoliło zmniejszyć gwarantowany dopływ paliwa. Konstrukcja i układ opracowanej rakiety zapewniły uruchomienie wszystkich dostępnych silników podczas startu z ziemi za pomocą specjalnych urządzeń zapłonowych, które zostały zainstalowane w każdej z 32 komór spalania. Silniki rakietowe rakiety międzykontynentalnej R-7 miały wysoką charakterystykę masową i energetyczną, a także wykazały wysoką niezawodność. W tamtych latach silniki te były wybitnym osiągnięciem w swojej dziedzinie.
Rakieta R-7 otrzymała połączony system sterowania. Jednocześnie jego autonomiczny podsystem zapewniał stabilizację środka masy i stabilizację kątową w aktywnej części trajektorii lotu. Podsystem radiotechniczny rakiety był odpowiedzialny za korygowanie bocznego ruchu środka masy na końcu aktywnego odcinka trajektorii, a także za wydanie polecenia wyłączenia silników, co doprowadziło do zwiększenia strzelania precyzja. Organami wykonawczymi systemu sterowania rakietami były stery pneumatyczne i komory obrotowe silników sterowych.
W celu realizacji algorytmów korekcji radiowej pocisku zbudowano 2 punkty kontrolne (lustrzany i główny), które usunięto o 276 km. od wyrzutni i 552 km. oprócz. Pomiar parametrów lotu rakiety i późniejszą transmisję poleceń sterujących przeprowadzono za pomocą impulsowej wielokanałowej linii komunikacyjnej, która pracowała w trzycentymetrowym zakresie fal z zakodowanymi sygnałami. Specjalnie stworzone urządzenie liczące, które znajdowało się w głównym punkcie, umożliwiło sterowanie pociskiem zgodnie z zasięgiem lotu, a także wydało polecenie wyłączenia silnika drugiego stopnia po osiągnięciu określonych współrzędnych i prędkości.
Rodzina pocisków rakietowych oparta na R-7 ICBM
Niezawodność i sukces projektu rakiety międzykontynentalnej R-7 doprowadziły do tego, że zaczęto ją wykorzystywać do wystrzeliwania statków kosmicznych do różnych celów, a od 1961 roku jest szeroko stosowana w astronautyce załogowej. Dziś trudno przecenić wkład G7 w narodową kosmonautykę, ale jeszcze trudniej wyobrazić sobie dar głównego projektanta S. P. Korolowa, który położył solidne podwaliny pod sowiecką kosmonautykę. Od 1957 r. w oparciu o projekt R-7 wykonano ponad 1700 pocisków, z czego ponad 97% zostało uznanych za udane. Od 1958 roku do chwili obecnej wszystkie pociski należące do rodziny R-7 produkowane są w Samarze w zakładach Progress.
Charakterystyka techniczna pierwszej rakiety R-7:
Maksymalny zasięg lotu to 8000 km.
Waga startowa - 283 tony
Masa paliwa - 250 ton
Masa ładunku - 5 400 kg.
Długość rakiety - 31,4 m
Średnica rakiety - 1, 2 metry
Typ głowicy - monoblok.
