Восто́к— серия советских космических кораблей для полетов по околоземной орбите. Корабли «Восток» были предназначены для первых полетов человека в космос, изучения воздействия условий орбитального полета на состояние и работоспособность космонавта, проверки принципов построения космического аппарата, отработки его конструкции и систем. Разработка космических пилотируемых кораблей была начата в ОКБ-1 (позднее ракетно-космическая корпорация «Энергия») осенью 1958 года. Первый полет корабля типа «Восток» в космос был совершен 5 мая 1960 года в автоматическом режиме. 12 апреля 1961 года на корабле «Восток» Ю.А. Гагарин совершил первый пилотируемый полет в космос.
Работу по созданию пилотируемого космического корабля в ОКБ-1 начал весной 1957 года М.К. Тихонравов. К апрелю 1958 года были определены основные черты будущего корабля: масса от 5 до 5, 5 тонн, ускорение при входе в атмосферу от 8 до 9 G, поверхность сферы спускаемого аппарата должна была выдержать температуру от 2000 до 3500 градусов Цельсия. Вес теплозащиты должен был составить от 1, 3 до 1, 5 тонн, предположительная точность приземления — 100-150 км, рабочая высота полета корабля — 250 км. При возвращении на высоте от 10 до 8 км предусматривалось катапультирование космонавта.
Осенью 1958 года в ОКБ-1 была начата подготовка конструкторской документации. В мае 1959 года были закончены баллистические расчеты по спуску корабля с орбиты. 22 мая 1959 года результаты работ были закреплены в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 569-264 о разработке экспериментального корабля-спутника, где были определены основные цели и назначены исполнители. 10 декабря 1959 года постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1388-618 «О развитии исследований космического пространства» была утверждена задача осуществления полета человека в космос.
К апрелю 1960 года был разработан эскизный проект корабля-спутника «Восток-1», представленного как экспериментальный аппарат, предназначенный для отработки конструкции и создания на его основе спутника-разведчика «Восток-2» и пилотируемого космического корабля «Восток-3». Порядок создания и сроки запуска кораблей-спутников были определены постановлением ЦК КПСС № 587-238 «О плане освоения космического пространства» от 4 июня 1960 года.
К лету 1960 года была завершена разработка и начаты комплексные испытания космического корабля. 15 мая 1960 года был осуществлен запуск первого корабля в космос. Упрощенный вариант корабля не имел тепловой защиты, систем жизнеобеспечения и приземления. Главной задачей запуска являлась проверка работы основных систем. Из-за неисправности в системе ориентации при включении тормозной двигательной установки корабль перешел на более высокую орбиту, где и произошло отделение спускаемого аппарата.
28 июля 1960 года был запущен в космос второй корабль с животными на борту (собаки Чайка и Лисичка). Вследствие аварии ракеты-носителя корабль на орбиту не вышел. Первый успешный запуск корабля состоялся 19 августа 1960 года. Находившиеся на его борту собаки Белка и Стрелка, а также мыши, насекомые, растения вернулись на Землю в спускаемом аппарате корабля. 11 октября 1960 года постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1110-462 определило запуск космического корабля с человеком на борту как задачу особого назначения и наметило срок запуска — декабрь 1960 года.
1 декабря 1960 года был выполнен запуск четвертого корабля, однако из-за аварии в работе тормозной двигательной установке и спуска в нерасчетном районе спускаемый аппарат с собаками Пчелкой и Мушкой был подорван. 22 декабря 1960 года состоялся запуск пятого корабля. Авария ракеты-носителя на позднем этапе запуска привела к аварийному отделению спускаемого аппарата с собаками Кометой и Шуткой, который совершил суборбитальный полет и нормально приземлился.
9 марта 1961 года состоялся первый запуск модифицированной модели корабля, разрабатываемого непосредственно для полета человека. На его борту находились манекен человека («Иван Иванович»), собака Чернушка и другие животные. Программа полета была полностью выполнена.
25 марта 1961 года выполнен еще один запуск корабля с аналогичной программой полета. Спускаемый аппарат с собакой Звездочкой успешно приземлился, а манекен в соответствии с планом полета был катапультирован. Запуск стал завершающей проверкой космического корабля перед полетом человека.
12 апреля 1961 года в 9 часов 7 минут по московскому времени с космодрома Байконур был запущен корабль «Восток», пилотируемый Ю.А. Гагариным. Совершив один оборот по орбите, он приземлился в 10 часов 55 минут в районе деревни Смеловка Терновского района Саратовской области. Высота перигея орбиты полета составила 181 км, высота апогея — 327 км, то есть полет вышел за рамки штатного режима и в случае отказа тормозного двигателя Гагарин не имел шансов остаться в живых.
После доработки и исправления выявленных недочетов 6 августа 1961 года был выведен на орбиту корабль «Восток-2», пилотируемый Г.С. Титовым. Он совершил 17 оборотов по орбите при общей продолжительности полета 25 часов 11 минут и 7 августа приземлился в районе поселка Красный Кут в Саратовской области. Параметры орбиты: высота перигея 178 км, высота апогея 244 км. В полете проведены медико-биологические эксперименты и киносъемки Земли с борта корабля.
Корабрь «Восток-3» был выведен на орбиту 11 августа 1962 года, пилотировался А.Г. Николаевым. Он совершил 64 оборота по орбите при общей продолжительности полета 94 часов 10 минут и 15 августа приземлился в районе города Каркаралинска в Карагандинской области. Параметры орбиты: высота перигея 180, 7 км, высота апогея 234, 6 км. «Восток-3» совершил первый в мире групповой полет с космическим кораблем «Восток-4».
Корабль «Восток-4» был выведен на орбиту 12 августа 1962 года, пилотировался П.Р. Поповичем. Он совершил 48 оборотов по орбите при общей продолжительности полета 70 часов 42 минут и 15 августа приземлился в районе поселка Атасу в Карагандинской области. Параметры орбиты: высота перигея 179, 8 км, высота апогея 236, 7 км. В соответствии с программой «Восток-3» и «Восток-4» совершили первый в мире групповой полет продолжительностью 70 часов 28 минут; минимальное расстояние между кораблями составило около 5 км. В полете поддерживалась радиосвязь между космическими кораблями и с Землей. На Землю впервые передавались телевизионные изображения космонавтов, транслировавшиеся по телевизионной сети СССР и Интервидения. Во время полета были проведены научные и медико-биологические эксперименты. В состоянии невесомости космонавты свободно плавали в кабине. Их работоспособность сохранилась полностью.
Корабль «Восток-5» был выведен на орбиту 14 июня 1963 года, пилотировался В.Ф. Быковским. Он совершил 81 оборот по орбите при общей продолжительности полета 119 часов и 19 июня приземлился в 540 км к северо-западу от Караганды. Параметры орбиты: высота перигея 181 км, высота апогея 222, 1 км. Около трех суток «Восток-5» находился в совместном полете с космическим кораблем «Восток-6».
Корабль «Восток-6» был выведен на орбиту 16 июня 1963 года, пилотировался первой в мире женщиной-космонавтом В.В. Терешковой. Он совершил 48 оборотов по орбите при общей продолжительности полета 70 часов 42 минуты и 19 июня приземлился в 620 км к северо-востоку от Караганды. Параметры орбиты: высота перигея 183 км, высота апогея 231 км. Почти трое суток «Восток-5» и «Восток-6» находились в совместном полете, между кораблями поддерживалась двусторонняя радиосвязь, регулярно проводились сеансы связи с Землей и передача на Землю телевизионных изображений космонавтов; была проведена расширенная программа медико-биологических исследований и научных исследований с участием космонавтов.
Позднее корабль «Восток» послужил базой для создания многоместного космического корабля «Восход» и искусственных спутников Земли научного («Ресурс-Ф», «Фотон») и военного («Зенит») назначения.
Корабль «Восток» состоит из сферического спускаемого аппарата, являющегося одновременно орбитальным отсеком — кабиной космонавта, и конического приборно-агрегатного отсека с бортовой аппаратурой и тормозной двигательной установкой. Его масса с последней ступенью ракеты-носителя 6, 17 т, длина 7, 35 м. Стартовая масса собственно корабля «Восток» — 4, 73 т, длина (без антенн) — 4, 4 м, максимальный диаметр — 2, 43 м. Спускаемый аппарат представляет собой сферу с наружным диаметром 2, 4 м, герметичный корпус сферы имеет диаметр 2, 2 м. Масса спускаемого аппарата — 2460 кг. Его герметичный объем составляет 5, 2 куб.м, свободный объем для космонавта — 1, 6 куб.м. Спускаемый аппарат покрыт теплозащитой толщиной от 30 до 180 мм и имеет три люка (входной, парашютный, технологический) диаметром по 1 м. Кроме космонавта в спускаемом аппарате были размещены блоки систем жизнеобеспечения, терморегулирования, электропитания, ориентации и управления, системы телеметрии, пульт космонавта, система наблюдения за окружающим пространство «Взор», ручка управления, средства пеленгации и связи.
Приборно-агрегатный отсек диаметром 2, 43 м и длиной 2, 25 м имеет массу 2270 кг и объем 3 куб.м. В нем расположены блоки системы ориентации и управления движением, система энергопитания, система ультракоротковолновой радиосвязи «Заря», система телеметрии, программно-временное устройство. На поверхности приборно-агрегатного отсека размещены шаробаллоны (14 штук) с азотом для системы ориентации и кислородом для дыхания, двигатели ориентации, датчики Солнца, датчики телеметрии, навесные холодные радиаторы с жалюзи. Отсеки механически соединялись между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков.
Двигательная установка корабля — тормозной двигатель ТДУ-1 был создан в ОКБ-2 (позднее КБ «Химмаш») под руководством А.М. Исаева. Масса двигателя 396 кг, тяга 1600 кг, запас топлива 280 кг. Двигатель должен был обеспечить торможение космического корабля для возвращения на Землю. Космонавт в скафандре размещался в катапультируемом кресле. Система жизнеобеспечения была рассчитана на 10 суток; в полете непрерывно поддерживалась радиосвязь с Землей. Для посадки корабля включалась тормозная двигательная установка, уменьшающая его скорость для перехода на траекторию спуска, затем спускаемый аппарат отделялся. После торможения спускаемого аппарата в атмосфере космонавт катапультировался из кабины на высоте 7 км и приземлялся на парашюте, но была предусмотрена возможность приземления космонавта в спускаемом аппарате.
При создании «Востока» конструктивные решения выбирались исходя из принципа максимальной надежности, то есть — предельной простоты устройства или решения, многократно отработанного на практике. В частности, отсеки соединялись четырьмя стяжными лентами, но всего с одним замком; вектор тяги двигателя при торможении был направлен неоптимально энергетически, зато требовал простейшего алгоритма системы ориентации; сферическая форма спускаемого аппарата была наиболее изучена аэродинамикой; парашютная посадка отработана в авиации. Орбита полета высотой 190-250 км также была выбрана из соображений безопасности: в случае отказа тормозного двигателя корабль и без его помощи мог вернуться на Землю в течение не более семи дней; космонавт в этом случае оставался живым.
Корабль был оснащен системами автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения (рассчитанной на поддержание внутренней атмосферы, близкой по своим параметрам к атмосфере Земли в течение 10 суток), командно-логического управления, электропитания, терморегулирования и приземления. Для обеспечения задач по работе человека в космическом пространстве корабль снабжался автономной и радиотелеметрической аппаратурой для контроля и регистрации параметров, характеризующих состояние космонавта, конструкции и систем, ультракоротковолновой и коротковолновой аппаратурой для двусторонней радиотелефонной связи космонавта с наземными станциями, командной радиолинией, программно-временным устройством, телевизионной системой с двумя передающими камерами для наблюдения за космонавтом с Земли, радиосистемой контроля параметров орбиты и пеленгации корабля.
Спускаемый аппарат имел два иллюминатора, один из которых размещался на входном люке, чуть выше головы космонавта, а другой, оснащенный специальной системой ориентации, — в полу у его ног. Космонавт, одетый в скафандр, размещался в специальном катапультируемом кресле. На последнем этапе посадки, после торможения спускаемого аппарата в атмосфере, на высоте 7 км, космонавт катапультировался из кабины и совершал приземление на парашюте. Спускаемый аппарат имел собственный парашют, однако не был оснащен средствами выполнения мягкой посадки, что грозило оставшемуся в нем человеку ушибом при приземлении. Аппаратура кораблей «Восток» была выполнена как можно более просто. Маневр возвращения обычно обрабатывался по автоматической команде, передаваемой по радио с Земли. С целью горизонтальной ориентации корабля использовались инфракрасные датчики. Выравнивание вдоль оси орбиты выполнялось при помощи звездных и солнечных датчиков ориентации.
В случае отказа автоматических систем космонавт мог перейти на ручное управление. Это было возможно за счет использования оптического ориентатора «Взор», установленного на полу кабины. На иллюминаторе размещалась кольцевая зеркальная зона, а на специальном матовом экране были нанесены стрелки, указывающие направление смещения земной поверхности. Когда космический корабль был правильно сориентирован относительно горизонта, все 8 визиров зеркальной зоны освещались солнцем. Наблюдение земной поверхности через центральную часть экрана позволяло контролировать направление полета. Решить, когда следует начать маневр возвращения, космонавту помогал другой прибор — небольшой глобус с часовым механизмом, который показывал текущее положение корабля над Землей. Зная исходную точку положения, можно было с относительной точностью определить место предстоящей посадки. Эта ручная система могла быть использована только на освещенной части орбиты. Ночью Земля не могла наблюдаться через «Взор». Автоматическая система ориентации должна была иметь возможность работать в любое время.
Корабли «Восток» не допускали возможности полета людей, не прошедших специальной подготовки. Это обуславливалось конструкцией спускаемого аппарата корабля, сферическая форма спускаемого аппарата не предусматривала использования двигателей ориентации. Аппарат походил на шар, основной вес которого был сконцентрирован в одной части. При движении по баллистической траектории он автоматически разворачивался тяжелой частью вниз. Баллистический спуск означал восьмикратную перегрузку при возвращении с земной орбиты.
Корабль «Восток», как и его многоместная версия «Восход» и американский корабль «Меркурий», не мог выполнять орбитальные маневры. Повторный запуск двигательной установки не предусматривался, она использовалась лишь с целью выполнения возвратного тормозного маневра. Однако С.П. Королев рассматривал возможность создания маневренного «Востока» со специальными разгонными модулями. Позднее эта идея была реализована в разведывательных спутниках «Зенит» и «Фотон».