Il programma Vostok (, lett. "Oriente") fu il primo progetto sovietico di missioni spaziali umane che riuscì, per la prima volta nella storia, a portare un uomo nello spazio. Durante il programma fu sviluppata la navicella Vostok e vennero adattati dei missili ICBM, che diventarono i razzi Vostok. La serie di prototipi Vostok, portò in orbita almeno cinque animali e un manichino, oltre a Jurij Gagarin.
Sputnik 4 (Korabl-Sputnik 1) Sputnik 5 (Korabl-Sputnik 2) Sputnik 6 (Korabl-Sputnik 3) Sputnik 9 (Korabl-Sputnik 4) Sputnik 10 (Korabl-Sputnik 5)
Negli anni dal 1961 al 1963 furono eseguite sei missioni equipaggiate. Il 12 aprile 1961, Jurij Gagarin divenne il primo essere umano a volare nello spazio a bordo della Vostok 1. Valentina Tereškova, volando a bordo di Vostok 6 il 16 giugno 1963, fu la prima donna a raggiungere lo spazio. Ogni singola missione equipaggiata di questo programma rappresentò il raggiungimento di un importante traguardo nell'esplorazione spaziale:
Vostok 1: Primo volo spaziale umano; Vostok 2: Primo giorno completo trascorso nello spazio; Vostok 3 e Vostok 4: Primo volo in coppia; Vostok 5: Volo in solitaria più lungo; Vostok 6: Prima donna nello spazio. (anche la Vostok 5 e la Vostok 6 volarono in coppia)
Le capsule spaziali Vostok erano state costruite esclusivamente monoposto. Erano lanciate mediante il razzo vettore omonimo e portate su una traiettoria d'orbita terrestre relativamente bassa. Sia la durata massima di una missione nonché, in particolar modo, la possibilità di pilotaggio della capsula da parte del cosmonauta, erano decisamente ristrette. Altri sette Vostok erano stati originariamente programmati fino all'aprile 1966, ma furono cancellati per intensificare la rincorsa alla Luna. Infatti, per puntare a tale obiettivo fu necessario concepire nuove capsule spaziali, che erano sì costruite in maniera analoga, però decisamente più grandi e più pesanti. Tale programma venne denominato programma Voschod. Le restanti capsule Vostok furono impegnate quale base per lanciare diversi satelliti artificiali della serie Cosmos impegnati per scopi civili e militari e, a partire dal 1985, ufficialmente denominati Foton.
Storia
Il programma sovietico Vostok, che successivamente fu valutato come risposta diretta al programma della NASA Man in Space Soonest, fu una prima apoteosi della corsa verso lo spazio dei primi anni sessanta del XX secolo. Tramite lo sviluppo di una semplice capsula spaziale, costruita su una base di progetti militari già precedentemente sviluppati per sonde non equipaggiate, l'Unione Sovietica fu in grado di portare il primo essere umano nello spazio diversi mesi prima degli Stati Uniti d'America.
Dati tecnici
La navicella spaziale Vostok era composta da due elementi principali: la capsula di forma sferica (diametro 2,3 m, volume 1,6 m³, massa 2,46 t) per ospitare un singolo cosmonauta, la strumentazione di pilotaggio, il sistema di evacuazione e una sezione di forma biconica (diametro 2,43 m, lunghezza 2,25 m, massa 2,27 t) contenente la strumentazione, i retrorazzi frenanti e il carburante.
Faceva ritorno a terra esclusivamente la capsula sferica, la quale era dotata di uno strato di cemento amianto di spessore fino a 18 cm in qualità di scudo termico. Il complesso aveva dunque una massa di 4,73 t e una lunghezza di 4,41 m. Esso era assemblato al "blocco E" (ultimo stadio del razzo vettore o meglio del lanciatore) del peso di 6,17 t. Vostok unitamente al "blocco E" raggiungeva 7,35 m.
La capsula era dotata di 3 portelli relativamente grandi in quanto avevano un diametro di 1,2 m e che erano usati per l'ingresso del cosmonauta, il lancio del paracadute e per il montaggio dei singoli strumenti. Esistevano ulteriori tre portelli del diametro di 25 cm che venivano impegnati per l'osservazione terrestre, aiuto per la navigazione, nonché come visiera ottica (chiamato "Wsor"). Tali portelli potevano essere chiusi durante la fase di rientro in atmosfera mediante piccole apposite tendine. I componenti e strumenti tecnici e scientifici della capsula, che in totale avevano una massa di circa 800 chilogrammi, erano principalmente sistemi di telemetria e di comunicazione, nonché il paracadute che frenava l'atterraggio della capsula. Il cosmonauta era seduto su un seggiolino eiettabile con il quale veniva catapultato dalla capsula poco prima dell'atterraggio. Il motivo per cui venne adottata questa soluzione fu che la capsula sferica era esclusivamente in grado di atterrare balisticamente: questo avrebbe significato per il cosmonauta dover sostenere una pressione pari a 10 g. Inoltre tale fatto comportava che risultava alquanto difficile frenare la capsula sufficientemente prima dell'impatto a terra. Per garantire la sicurezza della vita del cosmonauta si ritenne pertanto di fondamentale importanza procedere con il sistema di atterraggio descritto, lasciandolo atterrare separatamente con l'apposito paracadute.
Il seggiolino eiettabile venne usato pure come sistema di sicurezza in caso di malfunzionamento del razzo vettore sulla rampa di lancio, nonché durante i primi secondi di volo. Infatti tale seggiolino era in grado di portare il cosmonauta a una distanza tale da garantire che non fosse più direttamente esposto alla zona di pericolo. Nella capsula vi erano condizioni di atmosfera identiche a quella terrestre. I programmi originali, identici da questo punto di vista a quelli statunitensi, avevano previsto l'uso di ossigeno puro, però ben presto furono modificati per via dell'enorme rischio di incendio associato.
Durante la fase di volo, la parte posteriore della navicella spaziale (quella relativa agli strumenti) rimaneva collegata alla capsula sferica mediante quattro nastri di gomma. Alla fine della combustione del carburante disponibile per il congegno propulsore nonché all'avviamento della procedura di rientro, tale parte della navicella veniva staccata mediante una piccola esplosione. Il congegno propulsore usato fu del tipo TDU-1 sviluppato da Issajev funzionante mediante acido nitrico e un carburante a base amminica. Bruciando per 45 secondi fu in grado di sviluppare una spinta pari a 15,83 kN. La possibilità di manovrare la capsula nel vuoto dello spazio era assicurata da 2 × 16 ugelli d'azoto collegati a sensori infrarossi. Per l'alimentazione della navicella spaziale, come pure per tutti i sistemi compresa la capsula stessa, erano montati all'esterno 14 contenitori contenenti gas in pressione: ossigeno, azoto e aria pura. Come fonte di energia primaria (e unica) venne utilizzato un accumulatore elettrico costituito da una batteria chimica che garantiva un funzionamento e un'alimentazione di 10 giorni.
Sviluppo
Le radici tecnologiche all'origine dell'esplorazione spaziale sovietica furono ovviamente nel settore militare-industriale. Ciò fu da sempre chiaro per tutti i costruttori coinvolti, primo tra tutti Sergej Pavlovič Korolëv, il quale aveva intuito di non avere nessuna possibilità di finanziamento, o sostegno da parte del regime nel caso i progetti avessero avuto esclusivamente fini civili. Pertanto fu particolarmente l'industria d'armamento militare a svolgere un ruolo decisivo per garantire la presenza sovietica nello spazio.
L'OKB-1, cioè l'ufficio costruzioni di Korolëv, ottenne nel 1956 l'incarico di sviluppare un satellite artificiale in grado di scattare immagini fotografiche per la ricognizione e lo spionaggio, ufficialmente corrente sotto la denominazione di progetto Zenit. Fu programmato che il satellite Zenit non trasmettesse direttamente le immagini (a causa dell'allora scarsa possibilità ed enorme difficoltà di trasmissione), bensì che tutte le immagini scattate venissero ritrasportate a terra mediante una piccola capsula per essere successivamente sviluppate e valutate da chi di competenza. Un sistema analogo venne adottato dagli Stati Uniti d'America durante l'uso dei satelliti artificiali di ricognizione Keyhole. Con l'avvio di questo programma, cioè con largo anticipo sul programma Sputnik, fu palese la strumentalizzazione dell'esplorazione spaziale quale arma diretta (spionaggio) come pure indiretta (propaganda) da impegnare durante la guerra fredda.
Tale fatto condizionò l'allora primo ministro Chruščëv a dare a tutto il programma di esplorazione spaziale l'assoluta priorità, per renderlo utile sia dal punto di vista militare sia tecnico e, in particolare, per garantire a ogni costo risultati positivi il più presto possibile e a ogni condizione. Con ciò, la possibilità di portare l'uomo nello spazio - idea già lanciata parecchi anni prima - divenne sempre più concreta e fattibile, assumendo sempre più la parte dominante di tutti i progetti collegati ai programmi di volo nello spazio. Nell'estate del 1956 venne dunque ufficialmente dato l'incarico a Korolëv di sviluppare una capsula spaziale da equipaggiare con un uomo, programma che sin dall'inizio venne denominato Vostok. La fase di progettazione più concreta e intensa cominciò per Korolëv e i suoi collaboratori nei primi mesi dell'anno 1958. Circa nello stesso periodo furono comunque gli Stati Uniti d'America ad annunciare con assoluta fierezza che entro pochi mesi sarebbero stati loro la prima nazione a portare un uomo nello spazio e a farlo ritornare sano e salvo a terra.
La via per raggiungere tale meta fu comunque notevolmente più facile per i sovietici che per gli statunitensi, infatti, gli Stati Uniti avevano subito grossi problemi e insuccessi nel corso dell'esecuzione dei loro programmi senza equipaggio; in particolar modo non disponevano di un razzo vettore con sufficiente potenza per garantire un successo per l'ambizioso progetto. Si trattò infatti di dover portare nello spazio una capsula di un certo peso e non solo modesti satelliti artificiali. Tutto al contrario nell'Unione Sovietica che disponeva del missile intercontinentale R-7 (Semërka), un missile che poteva essere impegnato per qualsiasi uso e, in particolar modo, in grado di sviluppare un'enorme potenza di spinta. Inoltre Korolëv poté disporre dei progetti della capsula Zenit per sviluppare una capsula da equipaggiare con un uomo. Infatti i progetti per la Zenit prevedevano un diametro di 2,3 m: una grandezza sufficiente per posizionare un cosmonauta oltre ai relativi sistemi e strumenti per garantirne la sopravvivenza. Si aggiunge che all'inizio del programma Vostok gli obiettivi per le singole missioni furono più che vaghi.
All'inizio si pensò, come fra l'altro effettivamente svolto dagli americani, di effettuare semplici voli balistici impegnando un missile d'esplorazione e pertanto di non orbitare intorno alla Terra. Korolëv stesso fu una delle persone più contrarie a tali piani nonostante sapesse che ciò sarebbe stato relativamente facile da realizzare dal punto di vista tecnico, ma era consapevole che una tale missione non sarebbe stata un volo nello spazio vero e proprio, bensì un semplice volo suborbitale. Gli americani si potevano battere esclusivamente usando la formula più veloce - più alto - più lontano (almeno davanti agli occhi della pubblica opinione) e pertanto un volo che percorreva la distanza di un'orbita terrestre completa venne considerato molto più efficace per gli scopi propagandistici, in luogo di un semplice e breve balzo balistico.