Vostok-romskipet

Vostok (russisk: Восток, norsk oversettelse: øst) var den første serien romskip som ble bygd for bemannede romferder i det sovjetiske romfartsprogrammet. Det ble bygget en serie på tretten romfartøyer. Fem testfartøyer ble skutt opp som del av Sputnik-programmet fra 1960 til 1961. Deretter ble seks bemannede romfartøy, Vostok 1 til Vostok 6, skutt opp fra 1961 til 1963. Romfartøyet hadde plass til én kosmonaut. Den ble sendt i bane av en bærerakett av typen Vostok-K, en videreutviklet versjon av R-7 – et interkontinentalt ballistisk missil som allerede eksisterte. Vostok 1 var historiens første bemannede romskip og ble skutt opp den 12. april 1961 med kosmonauten Jurij Gagarin ombord. Vostok-programmet ble senere erstattet av Voskhod-programmet.

Historie

Allerede i 1948 ble de første planene om et bemannet romfartøy tatt opp av Sergej Pavlovitsj Koroljov, men det skulle gå ti år før arbeidet begynte. Koroljov var en visjonær og dyktig konstruktør som gjorde seg bemerket innenfor utviklingen av rakettmotorer og deretter raketter, men hans største talent var som sjef for det sovjetiske romfartsprogrammet. Gjennombruddet kom med R-7 prosjektet, som egentlige hadde sin sprede begynnelse i den tyske V-2-raketten, som hadde blitt kopiert og videreutviklet siden 1947. Koroljovs konstruksjonsbyrå OKB-I fikk ansvaret for prosjektet i 1953, men det var først i mai 1954 det endelige designet ble fastslått. Konstruksjonen skulle være et flertrinns langdistansemissil med kapasitet for en last på 300 kg mot mål over 8000 km unna. Planer om kunstige satellitter var allerede på bordet. Koroljov, som straks så hva slags potensial R-7 hadde, informerte regjeringen i Moskva om sitt forslag om å bruke langdistansemissilet som en bærerakett. Etter hvert ble det besluttet at et beskjedent satellittprogram ville få bruke R-7, men først etter at en til to oppskytninger av R-7 som langdistansemissil var fullført. Teknologisk sett var prosjektet banebrytende for sovjeterne, som opplevde tre mislykkede oppskytninger før den fjerde oppskytningen ble en suksess den 21. august 1957.

Satellittprogrammet som var kommet under sjefkonstruktørens kontroll, fikk sin første vellykkede oppskytning den 4. oktober det samme året, og den første kunstige satellitten i verdensrommet, Sputnik 1, var kommet ut i verdensrommet. Effekten på verden var elektrisk. Etter nyheten om oppskytningen ble formidlet i internasjonal presse kunne man snakke om «Sputnik-sjokket», spesielt for amerikanerne som mente sovjeterne hadde fått et teknologisk forsprang innenfor rakettutvikling. Statsminister Khrusjtsjov, som hadde observert verdens reaksjon, overførte deretter større ressurser til romfartsprogrammet for å bevare og styrke inntrykket av Sovjetunionen som en teknologisk avansert supermakt. Dermed var kappløpet mellom USA og Sovjet satt i gang. I november 1958 ble et nytt sivilt program startet av sovjetledelsen for å gjennomføre en bemannet romferd, men de første planene for det som skulle hete Vostok-programmet var allerede utviklet i april 1958. 

R-7 raketten hadde ett trinn i tillegg til fire påspente hjelpetrinn, men det var mulig å ha ett ekstra trinn. Allerede i september 1958 ble den første R-7 varianten med to trinn under betegnelsen Luna 8K72 skutt opp med en romsonde til Månen. Til sammen ble ni romsonder skutt opp med Luna-raketten, men den første vellykkede oppskytningen skjedde først den 4. januar 1959 med sonden Luna 1. Med denne varianten som utgangspunktet utviklet OKB-I Vostok-L som bærerakett under prøveferdene med ubemannede Vostok-romfartøyer som betegnes som «Sputnik» eller «Korabl-Sputnik» i 1960-1961. Vostok-L ble modifisert med nyere rakettmotorer til en bedre variant med større lasteevne, Vostok-K som ble valgt som bærerakett under de bemannede Vostok-ferdene.

Utvelgelsen av de første kandidatene for Vostok-programmet startet i august 1959. Ettersom det var besluttet at Vostok-romfartøyet skulle ha samme konstruksjon som rekognoseringssatellitter av type Zenit, måtte kandidaten være under 1,70 meter høy og veie under 70 kilo. Det sovjetiske flyvåpenet tok inn 102 unge flyvere for grundigere medisinske og psykologiske prøver, og til slutt var den første gruppen på 20 utvalgt og tatt inn i programmet. Valget av den første kosmonauten som skulle få lov til å foreta den første ferden ble gjort den 8. april 1961. Det var vedtatt at Jurij Aleksejvetitsj Gagarin skulle få æren. Oppskytningen med en Vostok-K rakett skulle skje den 12. april, knapt fire dager senere, med Vostok 1-romfartøyet som last.

Konstruksjon

Sovjetunionen hadde begrensede ressurser for romfartsprogrammet, og ettersom det var viktig å få politbyråets støtte var det midlertidig nødvendig å bygge det bemannede romfartøyet over samme lest som den planlagte rekognoseringssatellitten som senere skulle få betegnelsen Zenit. Fotografier fra (eksponert) film fra satellitten Zenit, måtte produseres på jordoverflaten. Satellitten hadde en «tilbakevendings-seksjon» (som skulle inneholde den eksponerte filmen) for ferden gjennom atmosfæren. Denne teknologien kunne til en viss grad nyttiggjøres når kosmonauter skulle returneres til jordoverflaten. Sovjetunionen, i motsetning til USA, hadde ikke hypersoniske vindtunneler for test av hvilken form tilbakevendingsseksjonen måtte ha for en sikker retur, og valgte dermed ikke kjegleformen eller en butt underside. Koroljov mente kuleformen vil være et bedre valg for større stabilitet gjennom atmosfæren. Dette designet som i OKB-1 fikk betegnelsen «Objekt OD-2», var adoptert for tre bestemte fartøyer, prototypen 1K, rekognoseringssatellitten 2K og det bemannede romfartøyet 3K etter at sovjetledelsen aksepterte Koroljovs design i mai 1959.

Romfartøyet bestod av to hoveddeler: den kuleformede tilbakevendingsseksjonen og den kjegleformede utstyrsseksjonen (eller serviceseksjonen) som under ferden oppover til dels var innenfor bærerakettens øverste trinn, fram til omløp var oppnådd. Størrelsen på tilbakevendingsseksjonen var cirka 2460 kg med en diameter på 2,30 meter samt et varmeskjold på 837 kilo for å utholde varmeutviklingen ved høy hastighet inn i atmosfæren. Den hadde to runde luker, en for innstigning og en for katapultsetet som kosmonauten skulle sitte på under romferden, samt et rundt vindu man kunne se ut gjennom etter dekselet som beskyttet romfartøyet under oppskytningen var fjernet. Kabinen hadde en spartansk innredning ettersom Vostok hadde et automatisk styringssystem som gjorde kosmonauten mer til en passasjer eller observatør enn en pilot. I en nødsituasjon kunne han eller hun ta over, men måtte ha en kode som tillot manuell styring. 

Khrusjtsjov bestemte at sovjetiske romfarere skulle ned på «moderlandets jord», og dermed måtte de sovjetiske romfartøyene alltid foreta en landing på land. For dette måtte tilbakevendingsseksjonen være av en robust konstruksjon, og ettersom en landingsfallskjerm ikke kunne dempe landingsstøtet nok for de første Vostok-romskipene var det dermed nødvendig med et katapultsete. Kosmonauten måtte dermed skyte seg ut i en høyde av cirka 7 km før sammenstøtet med bakken. De første kosmonautene hadde ikke en like effektiv trykkdrakt som amerikanernes drakt, som hadde samme trykk i drakten som i kabinen for å unngå dykkersyke ved kabinlekkasje. Koroljov valgte også en luftlignende blanding av 80 % nitrogen og 20 % oksygen ved vanlig atmosfæretrykk som kabinatmosfære. Amerikanerne foretrakk rent oksygen i sine første romskip.

Utstyrsseksjonen, som var kjegleformet, hadde en større bremsemotor og flere mindre stillingskontrollmotorer for å kunne kontrollere romfartøyets ferd i omløpet sammen med en strømforsyning i form av batterier og flere kuleformede tanker rundt øverste del, som inneholdt nitrogen og oksygen for kabinatmosfæren. Størrelsen på utstyrseksjonen var cirka 2270 kg, med størst diameter på 2,43 meter og lengde på 2,25 meter. Ved enden på romferden ville tilbakevendingsseksjonen skilles fra utstyrsseksjonen etter at tilbakevendingen var innledet. Dermed kunne kosmonauten returnere til bakken mens utstyrsseksjonen brant opp i møte med atmosfæren.

Betegnelsen «Vostok» ble i begynnelsen brukt om både prototypen, det bemannede romfartøyet og rekognoseringssatellitten, Vostok-1 om prototypen, Vostok-2 om rekognoseringssatellitten og Vostok-3 om romfartøyet. Etter Gagarins retur ble det besluttet å bruke navnet Zenit, som på norsk betyr senit, om rekognoseringssatellitten. På utsiden var det ganske likt Vostok-romfartøyet. Den første Zenit-satellitten ble skutt opp den 11. november 1961. 

Satellitter fra Zenit-programmet ble skutt opp fram til 7. juni 1994. Vostok- og Voskhod-programmene var da allerede avsluttet. Fra Zenit-programmet var det utviklet andre programmer omkring bruk av satellitter med tilbakevendingsseksjon for vitenskapelige eksperimenter i vektløshet som Foton, Bion, Resurs og Efir, samt Energia. Den siste satellitten basert på designet som produserte Vostok romfartøyet var Foton-3M, som ble skutt opp den 14. september 2007, og som vendte tilbake til jordoverflaten med lasten 26. september samme år. I tillegg til 13 Vostok-romfartøyer og 5 Voskhod-romfartøyer, ble 509 Zenit-satellitter og 97 andre satellitter skutt opp mellom 1960 og 2007, alle med den samme grunnleggende konstruksjonen. 

Vostok 1-romfartøyet med øverste trinn var 7,35 meter lang med en vekt på 6,17 tonn, men etter frakoblingen hadde den en vekt på cirka 4,73 tonn, en lengde på 4,40 meter, samt en diameter på 2,43 meter.

Prøveferder
Den første prøveoppskytningen med Vostok-1 prototypen som fikk betegnelse «Sputnik 4» eller «Korabl-Sputnik 1» ble gjort den 15. mai 1960 med en dukke om bord i tilbakevendingsseksjonen. Med en Vostok-L bærerakett ble Vostok-1KP sendt i omløp, men den var ikke annet enn en satellitt uten varmeskjold. Styringssystemet fungerte ikke riktig, og ble satt i større høyde enn tiltenkt. Dermed var romferden mislykket. Det andre Vostok-1 gikk tapt den 28. juli det samme året med de første levende passasjerene, hundene Chaika og Lisichka, under en mislykket oppskytning. Det ble tilsammen gjennomført syv prøveferder fra 15. mai 1960 til 25. mars 1961. To av prøveferdene fikk ikke numre ettersom disse var mislykkede oppskytninger.

Bemannede Vostok-ferder

Avslutningen på programmet

Vostok-programmet skulle fortsette fram til 1966 med syv nye Vostok-romfartøyer fra Vostok 7 til Vostok 13, men ble kansellert i forbindelse med utviklingen av Voskhod-programmet våren 1964. Dessuten hadde man også Sojuz-programmet, som begynte i 1963 etter at Koroljov godkjente designet som skulle bli den neste generasjon bemannede romskip for det sovjetiske romfartsprogrammet. 

Som et resultat av romkappløpet ønsket Khrusjtsjov et romfartøy med tre kosmonauter som svar på tomannsromfartøyet Gemini fra USA. Som en nødløsning valgte Koroljov å bygge Vostok-romfartøyet til Voskhod-romfartøyet til tross for den større risikoen. Med bedre landingsfallskjermer montert med bremsemotorer kunne kosmonauter bli værende i kapselen helt ned til bakken. Med mindre endringer på utsiden minner Voskhod-romfartøyene om Vostok-romfartøyer med form og ytre mål. Fem romfartøyer av denne typen ble skutt opp, hvorav to bemannede, i 1964-1966. Fire romfartøyer som var under planlegging, Voskhod-3 til Voskhod-6, ble kansellert.

Deretter var det bare Zenit-programmet som fortsatte produksjonen av designet som hadde sitt utgangspunkt i Objekt OD-2. Tilsammen var 509 rekognoseringssatellitter med fotografiutstyr skutt opp fram til 1994. Tilbakevendingsseksjonen kunne ha en satellitt som nyttelast, som dermed kunne gjennomføre et antall omløp i vektløshet før returen til jordoverflaten. Dermed ble designet, med mindre endringer, tatt i bruk for vitenskapelige eksperimenter og undersøkelser, blant annet innenfor materialvitenskap. 97 satellitter var skutt opp fram til den 14. september 2007, over 47 år etter det første romfartøyet med den samme konstruksjonen var skutt opp. Disse var delt i ulike programmer, Foton med 15 oppskytninger, Bion med 11 oppskytninger, Resurs med 67 oppskytninger, Efir med to oppskytninger og Energia med to oppskytninger. 

Den siste satellitten som hadde sine aner i Vostok-romskipet er Foton M-3 som ble skutt opp den 14. september 2007 med en vekt på 6,5 tonn. Flere prosjekter har vært vurdert gjennom tiårene omkring en fortsettelse av Vostok-romskipet som ubemannede romfartøyer. Sentralt i disse var den sfæriske tilbakevendingsseksjonen. Over 600 romfartøyer som hadde sitt opphav i Koroljovs «Objekt OD-2» hadde blitt skutt opp i verdensrommet i en tidsperiode på 47 år, hvorav åtte bemannede romfartøyer fra 1961 til 1965.

Referanser

Litteratur
 Erik Tandberg, Romalderen – teknologien – triumfene – tragediene N.W. DAMM & SØN AS 1. opplag 2007 ISBN 978-82-04-12184-4

Eksterne lenker
 
 Astronautix: Vostok craft
 Astronautix: Voskhod craft
 Astronautix: Zenit craft
 Astronautix: Foton craft

Romkapsler
Vostok-programmet
Sovjetiske og russiske romfartøyer