El 21 d’agost de 1957, fa exactament 60 anys, es va llançar amb èxit el primer míssil balístic intercontinental (ICBM) R-7 des del cosmodrom de Baikonur. Aquest míssil soviètic va ser el primer míssil balístic intercontinental que es va provar amb èxit i va lliurar una ogiva a un rang intercontinental. El R-7, també anomenat "set" (índex GRAU - 8K71), era un ICBM de dues etapes amb un ogiva desmuntable que pesava 3 tones i un abast de vol de 8 mil quilòmetres.
Més tard, des del 20 de gener de 1960 fins a finals de 1968, una modificació d’aquest míssil amb la designació R-7A (índex GRAU - 8K74) amb un abast de vol augmentat de 9,5 mil quilòmetres va estar en servei amb les Forces Estratègiques de Míssils de la URSS. Als països de l’OTAN, aquest míssil es coneixia com SS-6 Sapwood. Aquest coet soviètic es va convertir no només en una arma formidable, sinó també en una fita important en la cosmonautica russa, convertint-se en la base per a la creació de vehicles de llançament destinats al llançament de naus espacials i vaixells a l'espai, inclosos els tripulats. La contribució d’aquest coet a l’exploració espacial és enorme: molts satèl·lits terrestres artificials es van llançar a l’espai amb vehicles de llançament R-7, començant pels primers, i el primer home va volar a l’espai.
La història de la creació del coet R-7
La història de la creació del R-7 ICBM va començar molt abans que es produís el seu primer llançament, a finals dels anys quaranta i principis dels cinquanta. Durant aquest període, d'acord amb els resultats del desenvolupament de míssils balístics d'una sola etapa R-1, R-2, R-3 i R-5, dirigits pel destacat dissenyador soviètic Sergei Pavlovich Korolev, va quedar clar que a el futur, per arribar al territori d’un potencial enemic, un coet multietapa significativament més potent, la idea de crear que va ser expressada anteriorment pel famós teòric rus de la cosmonautica Konstantin Tsiolkovsky.
El 1947, Mikhail Tikhonravov va organitzar un grup separat a l'Institut de Recerca de Ciències de l'Artilleria, que va començar a dur a terme estudis sistemàtics sobre la possibilitat de desenvolupar míssils balístics compostos (multietapes). Després d’estudiar els resultats obtinguts per aquest grup, Korolev va decidir dur a terme un disseny preliminar d’un potent coet multiestadi. La investigació preliminar sobre el desenvolupament dels ICBM es va iniciar el 1950: el 4 de desembre de 1950, mitjançant el Decret del Consell de Ministres de la URSS, es va dur a terme un treball de recerca completa en R + D sobre el tema "Estudi de les perspectives per a la creació de diverses tipus de RDD amb un abast de vol de 5-10 mil quilòmetres i un pes d’exemplars d’1 a 10 tones. "… I el 20 de maig de 1954 es va emetre un altre decret governamental que establia oficialment davant OKB-1 la tasca de desenvolupar un míssil balístic que pogués portar una càrrega termonuclear a un rang intercontinental.
Paral·lelament es van crear nous motors potents per al coet R-7 a l’OKB-456, el treball va ser supervisat per Valentin Glushko. El sistema de control del coet va ser dissenyat per Nikolai Pilyugin i Boris Petrov, el complex de llançament va ser dissenyat per Vladimir Barmin. Algunes altres organitzacions també van participar en el treball. Al mateix temps, el país va plantejar la qüestió de construir un nou lloc de proves per a míssils balístics intercontinentals. Al febrer de 1955, es va emetre un altre decret del Govern de l'URSS al començament de la construcció del lloc de proves, que va ser nomenat el 5è lloc de recerca i proves del Ministeri de Defensa (NIIP-5). Es va decidir construir el polígon a la zona del poble de Baikonur i la cruïlla de Tyura-Tam (Kazakhstan), més tard va passar a la història i es coneix fins avui precisament com a Baikonur. El cosmodrom es va construir com una instal·lació altament secreta; el complex de llançament dels nous míssils R-7 estava llest a l’abril de 1957.
El disseny del coet R-7 es va completar el juliol de 1954 i, ja el 20 de novembre del mateix any, la construcció del coet va ser aprovada oficialment pel Consell de Ministres de la URSS. A principis de 1957, el primer míssil balístic intercontinental soviètic estava llest per a les proves. A mitjan maig de 1957, es va dur a terme la primera sèrie de proves del nou coet, que va demostrar la presència de greus defectes en el seu disseny. El 15 de maig de 1957 es va realitzar el primer llançament del R-7 ICBM. Segons observacions visuals, el vol del coet va procedir amb normalitat, però els canvis en la flama dels gasos d'escapament dels motors es van fer notables al compartiment de la cua. Posteriorment, després de processar la telemetria, es va comprovar que es va produir un incendi en un dels blocs laterals. Després de 98 segons de vol controlat a causa de la pèrdua d'empenta, aquesta unitat es va separar, després de la qual cosa va seguir l'ordre d'apagar els motors coets. La causa de l'accident va ser una fuita a la línia de combustible.
El següent llançament, que estava previst per a l'11 de juny de 1957, no va tenir lloc a causa d'un mal funcionament dels motors de la unitat central. Diversos intents d’arrencar els motors coets no van donar lloc a res, després dels quals els automàtics van emetre una ordre d’aturada d’emergència. El lideratge de la prova va decidir buidar el combustible i retirar el R-7 ICBM del lloc de llançament. El 12 de juliol de 1957, el coet R-7 va poder enlairar-se, però amb 33 segons d’estabilitat de vol perduts, el coet va començar a desviar-se de la trajectòria de vol especificada. Aquesta vegada, la causa de l'accident va ser un curtcircuit al cos dels circuits de senyal de control de l'integrador al llarg del canal de rotació i pas.
Només el quart llançament del nou coet, que va tenir lloc el 21 d'agost de 1957, va ser reconegut com a reeixit, el coet per primera vegada va poder arribar a la zona objectiu. El coet es va llançar des de Baikonur, va treballar la secció activa de la trajectòria, després de la qual el cap del coet va colpejar un determinat quadrat de la península de Kamxatka (gamma de coets Kura). Però fins i tot en aquest quart llançament, no tot va ser fluït. El principal desavantatge del llançament va ser la destrucció del cap del coet a les denses capes de l'atmosfera a la part descendent de la seva trajectòria. La comunicació de telemetria amb el coet es va perdre 15-20 segons abans del temps estimat per arribar a la superfície terrestre. L’anàlisi dels elements estructurals caiguts de la ogiva del coet R-7 va permetre establir que la destrucció va començar des de la punta de la ogiva i, al mateix temps, va aclarir la magnitud del trasllat del seu recobriment de protecció tèrmica. La informació rebuda va permetre finalitzar la documentació de la ogiva dels míssils, aclarir els càlculs de resistència i disseny, la disposició i també fabricar un nou míssil el més aviat possible per al proper llançament. Al mateix temps, el 27 d’agost de 1957, aparegueren a la premsa soviètica notícies sobre l’èxit de la prova a la Unió Soviètica d’un coet multiestadi de llarg abast.
Els resultats positius del vol del primer ICBM R-7 soviètic a la secció activa de la trajectòria van permetre utilitzar aquest coet per llançar els primers satèl·lits terrestres artificials de la història de la humanitat el 4 d’octubre i el 3 de novembre del mateix any.. Originalment creat com a míssil de combat, el R-7 posseïa les capacitats energètiques necessàries, cosa que va permetre utilitzar-lo per llançar una important càrrega útil a l’espai (en òrbita propera a la terra), cosa que es va demostrar clarament amb el llançament del primers satèl·lits soviètics.
Basant-se en els resultats de 6 llançaments de proves del R-7 ICBM, la seva ogiva es va modificar significativament (de fet, es va substituir per una de nova), es va revisar el sistema de separació de caps i es van utilitzar també antenes ranurades del sistema de telemetria. El 29 de març de 1958 va tenir lloc el primer llançament, que va tenir èxit complet (el cap del coet va arribar a l'objectiu sense destrucció). Al mateix temps, durant el 1958 i el 1959, van continuar les proves de vol del coet, segons els resultats de les quals es van fer totes les noves modificacions al seu disseny. Com a resultat, per la resolució del Consell de Ministres de l’URSS i del Comitè Central del PCUS núm. 192-20 del 20 de gener de 1960, el coet R-7 es va posar oficialment en servei.
Disseny de coets R-7
El míssil balístic intercontinental R-7, creat a OKB-1 sota la direcció del dissenyador en cap Sergei Pavlovich Korolev (dissenyador en cap Sergei Sergeevich Kryukov), va ser construït segons l’anomenat esquema de “batch”. La primera etapa del coet constava de 4 blocs laterals, cadascun dels quals tenia una longitud de 19 metres i un diàmetre màxim de 3 metres. Els blocs laterals estaven situats simètricament al voltant del bloc central (la segona etapa del coet) i connectats a ell mitjançant els cinturons inferior i superior de les connexions de potència. El disseny dels blocs de coets era el mateix. Cadascun d'ells consistia en un con de suport, un anell de potència, dipòsits de combustible, un compartiment de la cua i un sistema de propulsió. Totes les unitats estaven equipades amb motors coets RD-107 amb un sistema de bombament per subministrar components de combustible. Aquest motor es va construir sobre un circuit obert i incloïa 6 cambres de combustió. En aquest cas, es van utilitzar dues cambres com a cambres de direcció. El motor coet RD-107 va desenvolupar un impuls de 82 tones a la superfície terrestre.
La segona etapa del coet (bloc central) incloïa un compartiment per a instruments, un dipòsit de combustible i oxidant, un anell de potència, un compartiment de la cua, un motor principal i 4 unitats de direcció. A la segona etapa, es va col·locar el ZhRE-108, que tenia un disseny similar al RD-107, però es diferenciava en un gran nombre de cambres de direcció. Aquest motor va desenvolupar 75 tones d’empenta al terra. Es va encendre simultàniament amb els motors de la primera etapa (fins i tot en el moment del llançament) i va funcionar en conseqüència més temps que el motor de propulsió líquida de la primera etapa. El llançament de tots els motors disponibles de la primera i segona etapa just a l’inici es va realitzar pel motiu que en aquell moment els creadors del coet no tenien confiança en la possibilitat d’encendre de manera fiable els motors de la segona etapa a gran altitud.. Un disseny similar es va enfrontar llavors als dissenyadors nord-americans que treballaven en els seus ICBM Atlas.
LPRE RD-107 al Memorial Museum of Cosmonautics de Moscou
Tots els motors del primer ICBM R-7 soviètic utilitzaven combustible de dos components: combustible - querosè T-1, oxidant - oxigen líquid. Per accionar els conjunts de turbopompa dels motors de coets, s’utilitzava gas calent al generador de gas durant la descomposició catalítica del peròxid d’hidrogen i es feia servir nitrogen comprimit per pressuritzar els tancs. Per assegurar l’abast determinat del vol del coet, s’hi va col·locar un sistema automàtic per regular els modes de funcionament dels motors, així com un sistema de buidatge sincrònic de tancs (SOB), que va permetre reduir el subministrament de combustible garantit. El disseny i la disposició del coet R-7 van assegurar el llançament de tots els seus motors en el moment del llançament mitjançant dispositius especials de piroignició, es van col·locar a cadascuna de les 32 cambres de combustió. Els motors de coets de creuer d’aquest coet per la seva època es van distingir per unes característiques d’energia i massa molt elevades i també es van distingir favorablement pel seu alt grau de fiabilitat.
Es va combinar el sistema de control del míssil balístic intercontinental R-7. El subsistema autònom era el responsable de proporcionar estabilització angular i estabilització del centre de massa mentre el coet es trobava a la cama activa de la trajectòria. I el subsistema d'enginyeria de ràdio era el responsable de corregir el moviment lateral del centre de massa a l'etapa final de la secció activa de la trajectòria i emetre una ordre per apagar els motors. Els òrgans executius del sistema de control de míssils eren timons d’aire i cambres rotatives dels motors de direcció.
El valor del coet R-7 en la conquesta de l’espai
El R-7, que molts van anomenar simplement els "set", es va convertir en el progenitor de tota una família de coets portadors de fabricació soviètica i russa. Es van crear sobre la base dels ICBM R-7 en el transcurs d'un procés de modernització profund i en diverses etapes. Des de 1958 fins a l'actualitat, tots els míssils de la família R-7 són produïts per TsSKB-Progress (Samara).
Llançament de vehicles basats en R-7
L’èxit i, en conseqüència, l’alta fiabilitat del disseny del míssil, combinat amb una potència suficientment gran per als ICBM, van permetre utilitzar-lo com a vehicle de llançament. Ja durant el funcionament del R-7 en aquesta capacitat, es van identificar algunes deficiències, es va produir un procés de modernització gradual per augmentar la massa de la càrrega útil posada en òrbita, la fiabilitat, així com ampliar el ventall de tasques resoltes pel coet. Els vehicles de llançament d’aquesta família realment van obrir l’era espacial a tota la humanitat, amb la seva ajuda, entre altres coses, es van dur a terme:
- llançament del primer satèl·lit artificial a l'òrbita terrestre;
- llançament del primer satèl·lit amb una criatura viva a bord a l’òrbita terrestre (el gos-cosmonauta Laika);
- llançament de la primera nau espacial amb un home a bord cap a l'òrbita terrestre (vol de Yuri Gagarin).
La fiabilitat del disseny del coet R-7 creat per Korolev va permetre desenvolupar sobre la seva base tota una família de vehicles de llançament: Vostok, Voskhod, Molniya, Soyuz, Soyuz-2 i les seves diverses modificacions. A més, els més nous s’utilitzen activament en l’actualitat. Els coets de la família R-7 s’han convertit en els més massius de la història, ja que el nombre de llançaments ja és al voltant del 2000, també són reconeguts com un dels més fiables del món. Fins ara, tots els llançaments tripulats de la Unió Soviètica i Rússia s’han dut a terme amb coets portadors d’aquesta família. Actualment, Roskosmos i les Forces Espacials operen activament els míssils Soyuz-FG i Soyuz-2 d’aquesta família.
Còpia duplicada del "Vostok-1" de Gagarin. Exposat al territori del Museu de Cosmonautica de Kaluga
