En Baikonur proseguían los trabajos para el lanzamiento del primer R-7 desde la "Rampa nº 1". En septiembre de 1956 se comenzó a montar el sistema "tulipán" de brazos mecánicos del complejo. Al mismo tiempo, se estaba construyendo una segunda rampa a unos veinte kilómetros, en el Área 31. El lugar donde se instaló la Rampa 1 fue elegido por hallarse situado en una pequeña colina, facilitando las tareas de construcción del foso para el escape de los gases del cohete, de unos 30 m de profundidad. Además, se seleccionó el sitio de tal forma que una vez el cohete estuviese situado sobre la rampa no fuese visible desde las líneas de ferrocarril que recorrían la estepa kazaja.
En una época donde no había ordenadores que pudieran simular las complejidades del lanzamiento de un cohete, no se podía dejar nada abierto a la improvisación. Es por esto que antes de su montaje en Tyura-Tam, el sistema Tulipán fue instalado en la fábrica LMZ (Leningradski Metalicheski Zavod) de Leningrado, donde se realizaron pruebas de colocación del cohete sobre la rampa y su lanzamiento empleando una maqueta del R-7 (R-7 SN), con los tanques llenos de agua para simular la masa del vehículo.
Un misil R-7 operativo en la rampa de lanzamiento. Podemos ver los brazos del sistema Tulipán.
Detalle del sistema Tulipán donde se aprecian los cuatro brazos principales superiores y los cuatro secundarios inferiores, así como los distintos umbilicales y contrapesos del conjunto. Todo el sistema gira para apuntar al cohete en la dirección de azimut adecuada, pues el R-7 sólo tenía un sistema de control en un eje.
Vista de la Rampa 1 en la actualidad (NASA).
Búnker de lanzamiento, situado cerca de la rampa. Nótese el periscopio.
Además de la rampa, en Baikonur se había construido un edificio de montaje horizontal MIK, en ruso "Edificio para Montaje y Pruebas" (МИК, Монтажно-Испытательный Корпус) en el Área 2, a unos dos kilómetros de la rampa de lanzamiento. Aunque la OKB-1 estudió el montaje en vertical, una de las prioridades para el uso del R-7 como arma era minimizar el tiempo necesario para su montaje y transporte, por lo cual se decidió que el ensamblaje horizontal era mucho más adecuado para este fin.
El MIK del Área 2 en construcción.
Vista actual del cosmódromo de Baikonur en el Google Earth con la Rampa 1 (a la derecha) y los edificios de montaje (MIK) usados en los primeros años de la carrera espacial.
El R-7 incluía numerosos sistemas que debían funcionar por primera vez. Para maximizar las posibilidades de éxito, muchos de los sistemas más novedosos se probaron en cohetes más pequeños. Por ejemplo, desde el 16 de febrero de 1956 se llevaron a cabo múltiples lanzamientos del cohete M5RD (un R-5 modificado) para probar el sistema de telemetría "Tral" y el sistema de control "Fakel". Además, del 31 de mayo al 15 de junio de 1956 se realizaron tres lanzamientos con éxito del cohete R-5R para comprobar la idoneidad del sistema de guiado por radio que debía emplear el R-7.
De julio de 1956 a marzo de 1957 tuvieron lugar las pruebas con el encendido de las etapas enteras en la filial nº2 del NII-88 (posteriormente NII-229) en Zagorsk. Primero se realizaron pruebas "en frío" para verificar la carga de los tanques y la telemetría de los bloques y después distintos ensayos "en caliente" con los motores encendidos. En concreto, se realizaron cinco pruebas de encendido con dos bloques laterales, tres con el bloque central y dos pruebas del "paquete" completo. La principal fuente de problemas en estos ensayos fue la carga de oxígeno líquido, que, debido a las bajas temperaturas, ocasionaba la congelación de algunas válvulas y sistemas. En la NII-229 también se probaron con éxito los sistemas de separación de los bloques laterales.
En marzo de 1957 se trasladó hasta Baikonur el primer misil R-7 (R-7 Nº M1-5) que debía ser lanzado. La denominación M1 indicaba que era un cohete perteneciente a la primera serie de vehículos (la "M" viene de "modificaciones"), aunque a veces también se le llama R-7 Nº 5L (en este caso la "L" quiere decir que es un ejemplar para vuelos y no una maqueta de prueba). De todas formas, hay bastante confusión entre las diversas fuentes respecto a la nomenclatura de los primeros R-7, pues algunos autores confunden los números de serie de las ojivas con los del cohete. Aunque estos números eran similares en los primeros lanzamientos, no sucedió lo mismo en vuelos posteriores, lo que todavía es objeto de diferencias entre los estudiosos del tema.
Todas las pruebas de montaje en horizontal, traslado a la rampa y colocación en posición vertical resultaron satisfactorias. En abril se reunió la Comisión Estatal para autorizar el inicio de los lanzamientos. Los miembros de esa comisión eran Vasili M. Ryabikov (representante del Complejo Militar Industrial, VPK), Mitrofán I. Nedelin (Mariscal Jefe de Artillería y vicerepresentante del VPK), Serguéi Korolyov (jefe técnico del proyecto), Vladímir P. Barmin, Valentin P. Glushkó, Viktor I. Kuznetsov, Alexander G. Mrikin, N. A. Pilyugin, Mijaíl S. Ryazanski (todos ellos adjuntos de Korolyov), S. M. Vladimirski (vicerepresentante del Comité Estatal para Radioelectrónica), Alexei I. Nesterenko, Georgi N. Pashkov, I. T. Peresipkin (ministro de la URSS) y Grigori R. Udarov (vicerepresentante del Comité Estatal para la tecnología de defensa). La comisión acordó que los tres o cinco primeros lanzamientos de pruebas estarían destinados a estudiar la separación de etapas y el correcto funcionamiento del cohete, aunque también se decidió que desde el primer lanzamiento se intentaría lanzar la ojiva hacia Kamchatka. El 10 de abril Ryabikov y Korolyov mandaron un informe personal a Jruschov poniéndole al tanto de estas decisiones y del resultado de las pruebas del R-7.
Montaje de un R-7 en el MIK de Baikonur (RKK Energia).
El 5 de mayo se trasladó a la Rampa 1 el R-7 Nº M1-5 mediante un sistema de ferrocarril que alcanzaba los 5 km/h. Los miembros de la Comisión Estatal acompañaron al cohete a pie desde el MIK hasta la rampa. La colocación en vertical llevó todo un día y las pruebas eléctricas del vehículo duraron unas 110 horas. Tras varios días de pruebas y preparativos adicionales, se decidió efectuar el lanzamiento entre los días 13 y 15. Finalmente, el día 15 a las 4 hora de Moscú, comenzó la carga de combustible, operación supervisada por el futuro cosmonauta Georgi Grechko. El jefe militar del polígono, E. I. Ostashev -que moriría tres años más tarde en la Catástrofe de Nedelin-, dio la orden de lanzamiento y a las 19 horas y 1 minuto, hora de Moscú (otras fuentes señalan las las 15 h 5 m como la hora del lanzamiento), despegaba el primer Semyorka de la historia. El primer minuto de vuelo transcurrió sin problemas, pero entonces aparecieron unas llamas en la base del Bloque D (lateral). A los 98 segundos, el incendio se había propagado por todo el bloque, provocando el apagado del resto de los motores por parte del sistema de control 103 segundos tras el despegue. La causa del incendio fue una rotura de las líneas de alta presión (hasta 100 atmósferas) que conducían el queroseno hasta el motor. Los fragmentos del lanzador caerían a 196-319 km de la rampa. Como resultado del accidente se introdujeron varias mejoras, incluyendo un sistema de rociado de agua a 18 atmósferas que debía refrigerar la rampa durante el lanzamiento para evitar que la sección de cola del cohete alcanzase temperaturas demasiado altas.
Traslado del primer R-7 hacia la rampa. Este ejemplar destaca por su esquema de color: un blanco impoluto.
R-7 de pruebas. Los primeros cohetes de pruebas (8K71) se pueden diferenciar del resto se Semyorkas gracias a la presencia de paneles en la parte superior del vehículo y a una ojiva mucho más puntiaguda que la empleada en los misiles operacionales.
Sin embargo, este fracaso no fue una decepción. Los ingenieros soviéticos estaban acostumbrados a probar vehículos al mismo tiempo que eran lanzados por primera vez. El hecho de que todos los sistemas funcionasen a la perfección durante el primer minuto de vuelo fue considerado todo un éxito por Korolyov, pues al fin y al cabo este lanzamiento había demostrado que su cohete podía despegar sin problemas. El 11 de junio se debía haber llevado a cabo el segundo lanzamiento (R-7 M1-6), pero tras tres intentos infructuosos en los que los motores no lograron encenderse, además de repetidos problemas durante la carga de combustible, se decidió cancelarlo y usar este cohete para pruebas de ingeniería.
El 12 de julio se efectuó el segundo lanzamiento (7L/M1-7) a las 15 horas 53 minutos hora de Moscú. Lamentablemente, 33 segundos tras el despegue se produjo un fallo del sistema de control que provocó el giro del vehículo alrededor de su eje longitudinal, causando su desintegración 43 segundos después del lanzamiento a 4,5 km de altura.
Tras estos reiterados fracasos, la cúpula soviética se estaba poniendo muy nerviosa. El día anterior (el 11 de julio) los EE UU habían efectuado el primer lanzamiento de su nuevo misil intercontinental, el Atlas, aunque por suerte para la URSS fue un fracaso. Este misil compartía numerosas características de diseño con el R-7, como el empleo de la mezcla queroseno/LOX como combustible o un sistema de guiado doble radio-inercial. Además, carecía también de un sistema de etapas en tándem para evitar los numerosos problemas de separación de fases. Sin embargo, y pese a los fracasos soviéticos, el programa Atlas llevaba un retraso considerable respecto al R-7. Pese a todo, la presión sobre Korolyov era enorme. Si los EE UU lograban desarrollar un ICBM antes que la Unión Soviética, su ventaja estratégica sería aplastante y todo el trabajo de Korolyov quedaría en entredicho.
El 21 de agosto, a las 15 horas y 25 minutos tuvo lugar el primer lanzamiento exitoso de un R-7 (8L), aunque la cabeza (M1-9) se destruyó en las capas altas de la atmósfera y sólo se recibió telemetría de la ojiva durante 15-20 segundos tras la separación del cohete. No obstante, el R-7 había cumplido su papel con buena nota y Korolyov pudo por fin dar un respiro. La URSS ya contaba con un misil intercontinental, para regocijo de Jruschov. El 27 de agosto, la agencia TASS comunicaba al mundo la noticia. Curiosamente, en Occidente nadie pareció prestar atención. Todos los mensajes que provenían de detrás del telón de acero eran considerados pura "propaganda roja" sin credibilidad alguna. Y eso que el comunicado era muy claro: "De acuerdo con los planes de trabajo científico-técnicos, en la Unión Soviética han sido llevadas a cabo pruebas exitosas de un misil balístico intercontinental, así como varias detonaciones de armas nucleares y termonucleares.[...] Hace unos días se efectuó el lanzamiento de un misil balístico intercontinental de varias etapas y de muy largo alcance.[...] Los resultados demuestran que es posible lanzar cohetes a cualquier parte del globo terrestre."
El Sputnik provocaría pocos meses más tarde una histeria colectiva en los Estados Unidos. Curiosamente, el reconocimiento oficial por parte de la URSS de que disponía de un misil capaz de lanzar una bomba de hidrógeno sobre las principales ciudades norteamericanas apenas despertó el interés de unos cuantos medios de comunicación. Simplemente, nadie creía que la URSS fuese capaz de tal hazaña tecnológica. Los documentos desclasificados prueban que la inteligencia estadounidense conocía el programa R-7, pero en 1957 carecía de informaciones detalladas sobre su estado real.
Secuencia de separación de los bloques de un R-7 en vuelo. Al separarse, los cuatro bloques de la primera etapa forman en el cielo la llamada "Cruz de Korolyov".
Esquema de separación de la primera etapa.
El 7 de septiembre se efectuó el siguiente lanzamiento (10L) y también fue un éxito. Una vez más, sin embargo, la ojiva (M1-10) se destruyó en la reentrada a 60 km de altura y no pudo alcanzar su blanco en Kamchatka. Korolyov había demostrado que el primer lanzamiento no había sido simple suerte. El problema de la ojiva resultaba acuciante para los militares. La OKB-1 había hecho su trabajo y el R-7 funcionaba correctamente, pero de poco serviría como arma si la cabeza nuclear se desintegraba cada vez que reentraba en la atmósfera. Mientras se diseñaba una nueva ojiva, Korolyov vio la oportunidad de ofrecer a la cúpula militar soviética su proyecto favorito: un satélite artificial.
Korolyov nunca había olvidado la posibilidad de usar sus cohetes para investigar el espacio, pero las prioridades de los militares estaban claras: el espacio podía esperar. Todo cambiaría en 1954,
pues una vez el R-7 fue aprobado, pudo sopesar la posibilidad de usar este gran misil para poner un satélite en órbita. Ya el 16 de marzo de 1954 Korolyov se reunió con el académico Mstislav Keldish, de la Academia de Ciencias de la URSS, para discutir este proyecto, quien lo puso en conocimiento del por entonces presidente de la Academia, Alexander Nesmeyanov.
El 27 de mayo de ese año, Korolyov se dirigió al influyente Dimitri Ustínov -por entonces miembro del Comité Central del PCUS y ministro de la Industria Militar- para usar el R-7 con fines científicos. Aprovechó la ocasión para entregarle el famoso informe titulado “Sobre un Satélite Artificial de la Tierra”, elaborado por Mijaíl Tijonravov, donde se detallaban los progresos sobre el tema en el extranjero y la posible respuesta soviética, así como las múltiples aplicaciones de un satélite.
En agosto de 1954 el Consejo de Ministros de la URSS aprobó una resolución presentada por varias autoridades científicas del país para la consecución de estudios relacionados con el vuelo espacial. Poco después, Korolyov encargó a su colaborador Ilya V. Lavrov la organización de un grupo de trabajo dentro de la OKB-1 para coordinar el esfuerzo espacial. El 30 de agosto de 1955 Korolyov, con el apoyo de Keldish, se reunió con el presidente del complejo militar industrial Ryabikov y le sugirió lanzar, además de satélites artificiales, una misión de sobrevuelo lunar. Para este objetivo se propusieron dos variantes del R-7 con una tercera etapa: una de las propuestas debía lanzar una sonda de 400 kg y la otra, una de 800-1000 kg.
Por otro lado, en los EE UU estaban tomando forma las propuestas para lanzar un satélite artificial. El presidente Eisenhower apoyó la idea de desarrollar un satélite norteamericano, idea apodada como "la estrella de Eisenhower". Dicho aparato debería ser lanzado durante el Año Geofísico Internacional de 1957-1958. Para lograr este objetivo nació el Proyecto Vanguard.
Así las cosas, el 30 de enero de 1956 el gobierno de la URSS toma la decisión de desarrollar un satélite artificial de la tierra (ISZ según sus siglas en ruso), aunque la prioridad es la puesta en funcionamiento del R-7 como arma. El satélite, denominado Objeto D (o D-1) tendrá una masa de 1000-1400 kg, de los cuales 200-300 kg serían equipos científicos. La OKB-1 tendrá el control del proyecto, aunque la Academia de las Ciencias será la encargada de tomar las decisiones científicas, control que irá perdiendo en favor de Korolyov a medida que el proyecto avance. Serguéi S. Kriukov y Tijonravov serán los principales encargados de dirigir el proyecto, cuyos detalles serán aprobados en julio de 1956.
Para poder seguir la órbita del satélite y determinar sus parámetros, además de las estaciones de telemetría para el R-7, se instalaron quince estaciones para el seguimiento mediante telescopios. Sin embargo, a finales de 1956 estaba claro que el Objeto D era demasiado complejo y que no estaría listo una vez el R-7 demostrase su viabilidad. Mientras, diversos representantes soviéticos anunciaron que la URSS tenía previsto lanzar un satélite durante el Año Geofísico Internacional. Una vez más, nadie prestó atención.
Por otro lado, Korolyov logró llegar a un acuerdo con los militares: una vez que el R-7 hubiese llevado a cabo dos lanzamientos con éxito, la OKB-1 podría intentar poner en órbita un satélite. Debido a los retrasos con el Objeto D, el 15 de febrero de 1957 se decidió diseñar un satélite más simple: el Objeto PS ("Satélite Simplificado"). Ryazanski sería designado el "Ingeniero Jefe" del PS-1. Dos cohetes R-7 fueron destinados a lanzar dos PS. Estos lanzadores modificados recibirían el código 8K71PS. El PS tendría una forma esférica de de 580 mm de diámetro y un interior presurizado con nitrógeno a 1,3 kg/cm². Estaba formado por dos hemisferios unidos por 36 tuercas. En el hemisferio superior se instalarían dos antenas de 2,4 m de largo y otras dos de 3,9 m, formando 35º con el eje del satélite. Las antenas serían construidas por M.V. Karayushkin. Tres baterías de plata-zinc a cargo de N.S. Lidorenko alimentarían el aparato.
R-7 del Sputnik (8K71PS) (RKK Energia/Roskosmos).
El característico "bip-bip" era generado por dos transmisores D-200 obra de Vyacheslav I. Lappo, de la NII-885 de Ryazanski, y contaba con 1 W de potencia. La señal se interrumpía cada 0,4 segundos y era retransmitida en longitudes de onda de 7,5 y 15 m. La duración de las señales era sensible a la temperatura y a la presión existente dentro del satélite: si la temperatura subía por encima de 50º C, la duración señal aumentaba. Si la temperatura disminuía por debajo de 0º C, la duración también disminuía. Un sistema de regulación de temperatura intentaba mantener el interior presurizado a 23 ºC. La señal del PS-1 tenía una doble finalidad: por un lado permitiría a los ingenieros soviéticos calcular las características orbitales del satélite y, por otro lado, podría ser captada por radioaficionados y gobiernos de todo el mundo, demostrando así la existencia del aparato. La masa total del PS-1 era de 83,6 kg y estaría integrado en la cubierta delantera del cohete R-7 (8K71PS) de forma muy simple. Su montaje se realizaría en el MIK del Área 2 de Baikonur. Por entonces, además de la competencia norteamericana, Korolyov se entera de que la oficina de Mijaíl Yangel también planea lanzar un satélite con un misil R-12 modificado. Por suerte para el Ingeniero Jefe, las autoridades no apoyan el plan por el momento, aunque será aprobado más adelante como el programa de cohetes Kosmos.
El "satélite simplificado" PS-1, posteriormente conocido como Sputnik 1 (RKK Energia).
Tras los dos lanzamientos exitosos del R-7, Korolyov decide que el cohete R-7 con el PS-1 deberá despegar entre el 6 y el 7 de octubre. En un principio se había barajado la posibilidad de lanzarlo el 17 de septiembre para celebrar el centenario del nacimiento de Tsiolkovsky, pero los trabajos de preparación del 8K71PS llevan más tiempo del previsto. Sin embargo, hasta el Ingeniero Jefe llegan a finales de septiembre rumores de que los EE UU planean lanzar un satélite el día seis de octubre, bien el Vanguard-1, o bien otro satélite lanzado mediante un cohete Jupiter-C -programa dirigido por von Braun-. Korolyov no se lo puede creer. Años de duro trabajo y abnegado sacrificio pueden terminar en el cubo de la basura por una diferencia de un día, así que decide adelantar el lanzamiento al día cuatro. Es una decisión arriesgada. Sabe que si algo sale mal, lo cual es muy probable, los norteamericanos pueden adelantarse y ser los primeros en el espacio. Posteriormente se comprobó que esos rumores no eran fundados.
El día 4 de octubre de 1957 a las 22 horas, 28 minutos y 34 segundos, hora de Moscú, despegó el cohete 8K71PS (M1-PS) de 272,830 toneladas con el pequeño PS-1 a bordo. Aunque el lanzamiento fue un éxito, Korolyov no pudo verificar que el satélite estaba en órbita (228x947 km) hasta casi una hora después, cuando volvió a sobrevolar territorio soviético.
Pocos son los que se acuerdan que ese día en realidad la URSS puso en órbita no uno, sino tres satélites: el propio PS-1, la cubierta del cohete y la etapa central del R-7. En efecto, puesto que la masa del PS-1 era tan pequeña comparada con la carga nuclear que debía transportar el R-7, la etapa central logró adquirir la velocidad orbital y durante muchos años ostentó el récord de ser el satélite más grande jamás lanzado. El bloque central estuvo en órbita hasta el 2 de diciembre, pudiendo ser visto al anochecer y al atardecer por miles de personas en todo el mundo. El nuevo satélite sería conocido fuera de la URSS como "Sputnik" y orbitaría la Tierra hasta el 4 de enero de 1958. Aunque habitualmente se suele decir que se trataba de un neologismo -sputnik significa "compañero de viaje" en ruso-, lo cierto es que esta palabra ya se usaba en la Unión Soviética como sinónimo de "satélite", significado que mantiene en la actualidad.
El 4 de octubre de 1957 el mundo cambió para siempre. La Humanidad había abandonado su cuna por primera vez.
Vídeo de varios lanzamientos del R-7.
(CONTINUARÁ)
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