A Vosztok–1 (oroszul: Восток–1 – magyarul: kelet) a Vosztok-program és egyben a történelem első olyan űrrepülése volt, amely során egy űrhajós jutott el a világűrbe. Az első embert szállító űrhajó 1961. április 12-én startolt a bajkonuri űrrepülőtérről, Tyura-Tamból. A világ első űrhajósa – az űrhajó egyetlen utasa – Jurij Gagarin volt, ő lett az első ember a történelemben, aki elhagyta a Föld légkörét. A repülés számos elsőséget, rekordot állított fel: az első repülés Föld körüli pályán, emberrel a fedélzeten, a súlytalanság első tartós megtapasztalása, az első rádióbeszélgetés az űrből stb.
A repülés mindössze egyetlen Föld körüli keringésből állt, a feljegyzések szerint 108 percig tartott. Az űrhajó egy 65°-os pályahajlású, 327×191 kilométeres ellipszispályán repült, és a Föld egy rögzített pontjához képest nem, csak az űrbeli viszonyítási ponthoz képest tett meg egy teljes keringést (a földfelszínen kb. 400 km-rel nyugatabbra volt a leszállási pont, mint a felszállási, tehát ebben a viszonyítási rendszerben nem volt meg a teljes kör, ám a világűrből nézve igen, mivel a felszínhez képest kb. 350°-ot tett meg, amihez még hozzáadódik a felszínnek a repülés másfél óra alatti kb. 22°-os elfordulása, amely együttesen már több, mint 360°).
A leszállás a Szaratovi terület Engelsz nevű kisvárosa mellett történt meg. Az űrhajós és az űrhajó külön értek földet, mivel a Vosztokba nem építettek be sima leszállást biztosító rendszert, így a leszállás legvégső fázisában Gagarin katapultált és saját ejtőernyőn tette meg az utat.
A repülést teljes titoktartás előzte meg, majd bizonyos részletekkel (elsősorban a leszállással kapcsolatos adatokkal) kapcsolatban is fennmaradt azok elhallgatása. Később Gagarint világ körüli útra küldték, a világ számos országában ünneplő tömeg fogadta, a szovjetek ezáltal aratták le a kiemelkedő technikai teljesítmény nyújtotta dicsőséget.
Leírása Az űrhajó adatai: Teljes hossz: 4,3 méter Legnagyobb átmérő: 2,5 m A leszállómodul átmérője: 2,3 m Szabad térfogat a leszállómodulban: 1,6 m³
Személyzet
Tartalék
(1) Zárójelben a sikeres űrrepülések száma személyenként, beleértve ezt a missziót is.
Előzmények
Embert az űrbe A Szputnyik–1 1957. október 4-i felbocsátása elindította az űrversenyt is, a világ akkori két szuperhatalma az űrteljesítmények területén (is) egymás megelőzésére törekedett. Ebben a versenyben a különböző műholdak felbocsátása után a következő logikus lépés az ember világűrbe lépése volt. A Szovjetunióban a nyilvánosság teljes kizárásával folytak az erőfeszítések mind a műholdak, űrszondák indítására, mind pedig az emberes program elindítására (ugyanekkor az USA-ban a nyilvánosság előtt indult el a Mercury-program, az első ember űrbe juttatását célul kitűző NASA projekt).
Az ember világűrbe juttatására irányuló program (egy embert szállító űrhajó előállításának programja) beindítását 1958. november 1-jén döntötte el az SZKP Központi Bizottsága egy titkos határozattal. Ez a létrehozandó űrhajó a Szergej Koroljov vezette OKB–1 tervezőirodában 1958. január 1-jén munkába vett terveken alapult. A „konkurens” amerikai űrprogramot, a Mercury-programot másfél hónap késéssel, 1958. december 17-én jelentette be Keith Glennan, a NASA igazgatója.
Az embert szállító űrhajó kifejlesztése három fő lépcsőben zajlott le. Először a Szovjet Tudományos Akadémián és az OKB–1-ben elméleti kutatások zajlottak, amelyek eredménye az űrhajóval szemben támasztott követelményrendszer volt, illetve az alkalmazandó forma és anyagok kiválasztása. A második fejlesztési lépcsőben elindult egy katonai műholddal közös platform, egy ember szállítására is alkalmas űreszköz megvalósítása, amelynek keretében megszületett a Vosztok 1K típusú űrhajó (később ezzel az altípussal kizárólag automata üzemmódú kísérleti repüléseket végeztek, előzetesen igazolandó a típus alkalmasságát). Az SZKP 1959. május 22-i döntése után pedig elkezdődött a harmadik fázis, a Vosztok 3K altípus, a később emberekkel is repülő, végleges űrhajóváltozat fejlesztése. A fejlesztési folyamat végén két fő részegységből álló űreszköz született. Az űrhajó fő része a gömb alakú kabin volt (oroszul: Шарик sárik), amelyben az űrhajós utazhatott, és amelyet az életfenntartó rendszerekkel, műszerekkel valamint a visszatérés kulcsának számító hőpajzzsal szereltek fel. Ezt az egységet egészítette ki a műszaki egység – egy hengeres test –, amely a visszatéréshez szükséges fékezőhajtóművet és annak hajtóanyagát, az akkumulátorokat és az űrben az űrhajó saját tömegközéppontja körüli elfordulást lehetővé tevő (pozicionáló) hajtóművet és annak hajtóanyagát vitte magával. A Vosztok 3K az űrben nem tudta keringési pályáját megváltoztatni, mert nem volt ehhez szükséges teljesítményű hajtóműve.
Legénységválogatás A szovjet űrprogram 1959 nyarán jutott el oda, hogy az emberrel végrehajtott repülés „tárgyát”, magát a repülést majdan végrehajtó űrhajóst (vagy űrhajósokat) megkeressék. A Szergej Koroljov által összeállított követelményrendszer alapján a Szovjet Légierő pilótái közül kerestek 25–30 év közötti, 170–175 cm testmagassággal rendelkező, 70–72 kg-os testsúlyú, kiváló egészségi és mentális állapotban levő pilótákat.
Több mint 3000 pilóta részvételével, több fordulóban zajlott le a pszichológiai és fizikai teszteket egyaránt tartalmazó válogatás 1959 nyarán, amelyek végén 20 jelölt léphetett tovább a további válogatási fordulóba. A végleges szelekciót a moszkvai Központi Repülő Tudományos Kutató Kórházban végezték 1959. október 3-i kezdettel, amelyben újabb pszichológiai és fizikai próbáknak (forgószékes vizsgálatoknak, alacsony nyomású kamrának, centrifuga tesztnek) vetették alá a kutatók a pilótákat. 1960. január 11-én Konsztantyin Versinyin marsall megalapította a Frunze Katonai Akadémián az Űrhajós Kiképző Központot, a 20 fős jelöltcsoport további próbái itt folytatódtak a költözés után, amelyek során előbb 12, aztán 8, majd 6 fősre szűkült a jelöltek mezőnye. A lezajlott válogatás során 6 jelölt maradt fenn a rostán. A végső hat fő kiválasztása 1960. május 30-án történt meg. Egy hónappal később a jelöltek az újonnan létrehozott Csillagvárosba költöztek át, ahol a kiképzésük 1960. június 29-én megkezdődhetett. Később, a kiképzés ideje alatt egy baleset okozta haláleset és egy másik baleset okozta sérülés miatt még két helyen változott a jelöltlista, amely végül a következőképpen állt össze: Jurij Gagarin, Valerij Bikovszkij, Adrian Nyikolajev, Pavel Popovics, German Sztyepanovics Tyitov, Grigorij Nyeljubov. Közülük kerülhetett ki később a világ első űrhajósa.
A szovjet kormány (és elsősorban Hruscsov) kifejezett kívánsága az volt, hogy az első űrhajós 100%-ban „orosz” legyen, vagyis nem csak mindkét szülőjének, hanem a nagyszüleinek is orosznak kellett lennie. Ennek a kívánságnak nem felelt meg Popovics, aki ukrán volt, Nyikolajev (csuvas) és Bikovszkij, aki félig ukrán volt. Engedélyezték azonban számukra, hogy a későbbi űrrepülések részesei legyenek, hogy ezzel a „népek barátságát” demonstrálják a Szovjetunión belül.
Kezdetben úgy tűnt, hogy Alekszej Leonov lesz az első űrhajós, mert a feltételeknek maradéktalanul megfelelt. De Leonov kissé nagyobb testalkatú volt a többieknél, ezért Koroljov mást keresett. Ekkor már csak ketten voltak a lehetséges űrhajósok listáján, Gagarin és Tyitov, bár ott volt még Vlagyimir Komarov is, aki csak kissé volt testesebb náluk.
Ekkor újabb politikai feltétel szűrte a jelölteket: a leendő űrhajósnak munkás- vagy parasztcsaládból kell származnia. Ebben Gagariné volt az előny, mert falun született és mindkét szülője paraszt volt. Tyitov is falun született, de apja falusi tanító volt, vagyis „értelmiségi”, Komarov pedig szintén értelmiségi családból származott, akik ráadásul városban éltek (ő maga pedig mérnök volt).Leonid Vladimirov: The Russian Space Bluff, 1972(?), p. 92-93.
A történelmi jelentőségű kiválasztásra egészen a kiképzés végéig kellett várni. A kiválasztásért felelős irányítók – Szergej Koroljov, a teljes űrprogram irányítója, és Nyikolaj Kamanyin, a személyzeti ügyek felelőse – csak a repülés előtt egy héttel választották ki, és 1961. április 8-án nevezték meg az Állami Bizottság előtt jelöltjüket. Döntésük szerint a világ első űrrepülését Jurij Gagarin hajthatta végre, tartalékaként German Tyitov állt készen, Tyitov tartaléka pedig Grigorij Nyeljubov lett. A kiválasztott Gagarin nem a legjobb volt a tesztekben, ám minden tesztben a legjobbak között volt, a teljesítménye inkább volt egyenletesen magas, mintsem kiemelkedő. Emellett a pillanatnyi fizikai és pszichikai kondíció is Gagarin mellett szólt, így esett a választás rá, Tyitovval szemben.
Ember nélküli kísérleti repülések Az első, a fedélzeten embert szállító repülést megelőzően összesen hét automatikus üzemmódban végrehajtott repüléssel igazolták a szovjetek az űrhajó működőképességét. Ezek a repülések a Vosztok űrhajó fejlesztésének fázisai voltak egyben. Elsőként a Vosztok–1P űrhajó altípus repült Szputnyik–4 küldetéskód alatt, az űrhajó viselkedésének első vizsgálatára. A teszt csak részsikert okozott, mivel a visszatéréskor fékezés helyett még megemelte a hibás automatika a pályát, így légkörbe lépésére csak évekkel később került sor, amikor természetes fékeződés folytán tért vissza az űrhajó.
A kissé továbbfejlesztett űrhajóval, a Vosztok–1K-val ezután négy tesztrepülés következett. Az első startbalesetbe torkollt, fél perccel a start után felrobbant a rakéta és az űrhajó, megölve a fedélzeten felküldött két kutyát, Csajkát és Liszicskát. A második próba 1960. augusztus 19-én a Vosztok-program első sikeres repülése lett. Az űrhajó Vosztok–1K altípusa Bjelka és Sztrelka kutyával, egerekkel, rovarokkal a fedélzetén közel egy napos repülést végzett. A két kutya élve tért vissza (igaz, egyiküknél a repülés negyedik keringésében egészségügyi problémákat észleltek, ezen tapasztalat alapján az orvosok a leendő emberes repülést rögtön három keringésben maximálták), így ők lettek az első élőlények, amelyek megjárták a világűrt. A következő űrhajó, a Szputnyik–6 útja ismét sikertelenül végződött, habár maga a repülés meghozta a sikert, a visszatérés egy hiba miatt nem az előre meghatározott területre (a Szovjetunió területére) történt volna, ezért a beépített önmegsemmisítővel az irányítás felrobbantotta a kabint, elpusztítva az utasokat, Pcsjolka és Muska kutyát. A legutolsó Vosztok–1K repülés egyértelmű kudarc volt, a rakéta nem tudta pályára állítani az űrkabint, viszont a mentőrendszer tökéletesen tette a dolgát, így Kometa és Sutka kutya túlélte a repülést.
1961. március 9-én a szovjetek áttértek a Vosztok–3K altípusú űrhajóra, a végleges, ember szállítására szánt eszközre. Ezen a napon startolt a Szputnyik–9, fedélzetén Csernuska kutyával és egy műszerekkel felszerelt életnagyságú bábuval, valamint egerekkel és tengerimalacokkal. Az egyetlen Föld körüli keringésből álló repülés teljes sikert hozott. A második Vosztok–3K tesztrepülésre alig több mint két héttel később, 1961. március 25-én került sor. A Szputnyik–10 úgyszintén egyetlen Föld körüli fordulatot tett Zvjozdocska kutyával és egy mérőbábuval, és úgyszintén teljes sikert hozott a repülés. A két siker alapján megvolt az alap az éles, emberes küldetésre.
Rádiókövetés Az űrhajóssal való kapcsolattartáshoz rádiókövetésre is szükség volt. Ellentétben azonban az amerikai gyakorlattal, akik a világ minden pontján levő katonai támaszpontjaik és a világóceánokon cirkáló hadihajóikra alapozták a rádiókövetést, a szovjetek kizárólag az országuk területén levő rádióállomásokon keresztül tartották a kapcsolatot az űrhajóval. A rádiókapcsolatot URH (UHF) és RH (HF) sávokon át tartották fenn, mindkét típust más-más állomásokon keresztül. URH állomások: Tyura-Tam (Zarja–1) Kolpasevo (Zarja–2) Jelizovo (Zarja–3) RH állomások: Moszkva (Veszna) Alma-Ata (Veszna) Novoszibirszk (Veszna) Habarovszk (Veszna)
A repülés Startelőkészületek