فوستوك 3 و 4

كانت فوستوك 3 ( بالروسية : Восток-3 ، وتعني حرفيًا " الشرق 3 " ) وفوستوك 4 (بالروسية: Восток -4 ، وتعني "الشرق 4") رحلتين فضائيتين سوفيتيتين أُطلقتا في أغسطس 1962، بهدف تحديد قدرة جسم الإنسان على العمل في ظروف انعدام الوزن ، واختبار قدرة التحكم الأرضي على إطلاق وإدارة رحلتين منفصلتين متزامنتين، واختبار قدرة مركبة فوستوك 3KA الفضائية على التحمل خلال رحلات أطول. دار رائد الفضاء أندريان نيكولاييف حول الأرض 64 مرة على متن فوستوك 3 على مدار أربعة أيام تقريبًا في الفضاء، من 11 إلى 15 أغسطس 1962، وهو إنجاز لم تحققه ناسا إلا في برنامج جيميني (1965-1966). ^{[ 1 ]} أُطلق بافيل بوبوفيتش على متن فوستوك 4 في 12 أغسطس، وأكمل 48 دورة حول الأرض. تم إطلاق الكبسولتين على مسارات جعلت المركبة الفضائية على مسافة 6.5 كيلومتر تقريبًا (4.0 ميل) من بعضها البعض. ^{[ 7 ]}  

كما تواصلت هذه المركبات فيما بينها عبر الراديو، في أول اتصال بين مركبتين فضائيتين في الفضاء. ^{[ 8 ]} وشهدت هذه المهمات المرة الأولى التي تتواجد فيها أكثر من مركبة فضائية مأهولة في المدار في الوقت نفسه، مما أتاح لمراقبي المهمات السوفيتية فرصة تعلم كيفية إدارة هذا السيناريو. ^{[ 9 ]}

على الرغم من وضع المركبتين الفضائيتين في مدارين متقاربين للغاية (في حدود 3-4 كيلومترات من الارتفاع)، لم تكن مركبة فوستوك قادرة على الالتقاء . وفي إحدى المرات، اقتربتا من بعضهما البعض بصريًا، وصرح بوبوفيتش لاحقًا في مؤتمر صحفي أنه رأى المركبة الأخرى من مدارها. ونُقل عنه قوله: "رأيتها على الفور"، مشيرًا إلى رؤيته فوستوك 3 في مدارها. "بدت كقمر صغير جدًا في الأفق."

سارت رحلة فوستوك 4 وفقًا للخطة الموضوعة إلى حد كبير، على الرغم من عطل في أنظمة دعم الحياة في المركبة تسبب في انخفاض درجة حرارة المقصورة إلى 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت) . أُنهيت الرحلة مبكرًا بعد سوء فهم من جانب مراقبة الحركة الأرضية، الذين اعتقدوا أن بوبوفيتش قد أعطاهم كلمة سرية يطلب فيها العودة قبل الموعد المحدد. ^{[ 10 ]}  

هبطت المركبتان الفضائيتان بعد سبع دقائق وعلى  بعد حوالي 200 كيلومتر، جنوب كاراغاندا ، كازاخستان . ^{[ 11 ]}

• الكتلة : 4722 كجم (10410 رطل) ^{[ 1 ]}  
• الحضيض : 166 كم (103 ميل) ^{[ 5 ]}  
• نقطة الأوج : 218 كم (135 ميل)  
• الميل : 65.0 درجة
• المدة : 88.5 دقيقة

عانى جيرمان تيتوف من دوار الفضاء خلال مهمته التاريخية التي استغرقت يوماً واحداً على متن فوستوك 2. كانت هذه الحالة غير معروفة في ذلك الوقت، مما دفع العلماء السوفييت إلى تكريس جهودهم لدراسة تأثير رحلات الفضاء على جسم الإنسان . ^{[ 12 ]}

في عام 1961، سعى مهندس الصواريخ السوفيتي سيرجي كوروليف إلى إطلاق رحلة فضائية مدتها ثلاثة أيام كمتابعة لرحلة فوستوك 2. وقد عارض هذه المهمة رئيس تدريب رواد الفضاء نيكولاي كامانين ورواد الفضاء أنفسهم، الذين كانوا قلقين بشأن الآثار الصحية غير المتوقعة التي قد تنجم عن تمديد الرحلات الفضائية بسرعة كبيرة. ولم تُنفذ خطط المهمة التي تستغرق ثلاثة أيام إلا بعد الحصول على موافقة رئيس الوزراء السوفيتي نيكيتا خروتشوف ؛ وفي النهاية، استمرت رحلة فوستوك 3 قرابة أربعة أيام. ^{[ 9 ]}

كان أحد أهداف مهمتي فوستوك 3 وفوستوك 4 دراسة كيفية اختلاف ردود فعل نيكولاييف وبافل بوبوفيتش خلال سلسلة من الاختبارات في ظروف متشابهة. وقد ساهم تقارب مداري المركبتين الفضائيتين في تقليل عدد المتغيرات إلى الحد الأدنى، مما أتاح قياس الفروقات الفردية في التكيف مع رحلات الفضاء. وتم تطوير مركبتي فوستوك الفضائيتين لزيادة حجم المعلومات التي يتم جمعها حول ظروف الرحلة والطاقم. ^{[ 12 ]}

تم توسيع نطاق التدريب لتدريب رواد الفضاء على مقاومة دوار الفضاء واختيار المرشحين الأقل عرضةً له. ^{[ 12 ]} واستنادًا إلى تجربة تيتوف في فوستوك 2، أجرى نيكولاييف وبوبوفيتش تدريبات مكثفة على مناورات مركبتهم الفضائية والأنشطة الأخرى المخطط لها في جهاز محاكاة. ^{[ 8 ]}

كان من المقرر أصلاً إطلاق رحلتي فوستوك 3 و4 في نوفمبر 1961، وهو ما كان سيحمل قيمة دعائية كبيرة للبرنامج السوفيتي، إذ كان سيرسل أربعة رواد فضاء إلى الفضاء، بالإضافة إلى مهمة مزدوجة في نفس العام الذي لم تكن الولايات المتحدة قد أرسلت فيه رائد فضاء واحد بعد. إلا أن خطط كوروليف تعثرت بسبب برنامج قمر زينيت للاستطلاع الجوي ، الذي كان يتطلب استخدام منصات إطلاق R-7 في بايكونور. فاقترح كوروليف الإطلاق في نهاية ديسمبر أو بداية يناير، لكن رئيس تدريب رواد الفضاء، نيكولاي كامانين ، ولجنة التخطيط الحكومية عارضوا الإطلاق في فصل الشتاء بسبب الظروف الجوية القاسية، واقترحوا بدلاً من ذلك الانتظار حتى مارس.

انطلق القمر الصناعي زينيت لأول مرة في 11 ديسمبر، لكن المرحلة E من الصاروخ تعطلت، مما أدى إلى تدميره. ولأن هذا الصاروخ كان من نفس طراز الصاروخ المستخدم في فوستوك (8K72K)، فقد أثار ذلك قلق البرنامج. وبينما كان المهندسون يحاولون حل المشكلة، تم تأجيل مهمة فوستوك 3/4 لمدة شهر إلى أبريل. إلا أن المزيد من التأخيرات حدثت عندما واجه القمر الصناعي الثاني من زينيت ( كوزموس 4 ) مشاكل في نظام التوجيه، مما استدعى إجراء اختبار آخر وتأخيرات إضافية.

في الأول من يونيو، انتهت محاولة إطلاق قمر زينيت للاستطلاع الجوي بتحطم الصاروخ المعزز بالقرب من منصة الإطلاق. كما سقط أحد الصواريخ الجانبية على منصة الإطلاق LC-1 واحترق، مما أدى إلى أضرار جسيمة استغرقت أكثر من شهر لإصلاحها. ^{[ 9 ]} وبحلول منتصف يوليو، أُعيد استخدام منصة الإطلاق، ولكن حدث تأخير آخر عندما أجرت الولايات المتحدة تجربة نووية على ارتفاعات عالية في 9 يوليو تُعرف باسم "ستارفيش برايم" . كان للتجربة عواقب غير متوقعة، إذ أطلقت مستويات عالية من الإشعاع في الغلاف الجوي العلوي والفضاء، مما أدى إلى تعطيل العديد من الأقمار الصناعية وجعل أي إطلاق فضائي مأهول غير آمن لمدة شهر على الأقل. وبحلول الأسبوع الثاني من أغسطس، انخفضت مستويات الإشعاع بما يكفي لتمكين مهمة فوستوك 3/4 من المضي قدمًا. ^{[ 12 ]}

وقع حادث إطلاق قمر زينيت في نسخة مُحسّنة من صاروخ الإطلاق R-7 (8A92)، بينما استخدم قمر فوستوك الصاروخ الأقدم 8K72K، لذا لم يكن مصدر قلق مباشر للبرنامج. مع ذلك، ومن باب الاحتياط، تقرر إطلاق قمر زينيت إضافي للتحقق من موثوقية صاروخ R-7. إضافةً إلى ذلك، ولأن قمر زينيت كان في الأساس قمر فوستوك مُعدّل، فقد مثّلت الرحلة اختبارًا هندسيًا لبعض مكونات فوستوك. وقد أُجري هذا الاختبار بنجاح في 28 يوليو، وبعدها بدأت الاستعدادات في منصة الإطلاق LC-1 لإطلاق فوستوك 3.

انطلق فوستوك 3 من منصة غاغارين في قاعدة بايكونور الفضائية في 11 أغسطس 1962 الساعة 08:24 بالتوقيت العالمي المنسق على متن صاروخ فوستوك 8K72K . ^{[ 5 ]} خلال يومه الأول في المدار، فك نيكولاييف حزام مقعده ليصبح أول رائد فضاء يطفو بحرية في ظروف انعدام الجاذبية في الفضاء. ^{[ 12 ]}

أُطلق بوبوفيتش، رفيق نيكولاييف في المدار، في اليوم التالي على متن فوستوك 4. عدّل نيكولاييف اتجاه مركبته الفضائية لمشاهدة الإطلاق، لكنه لم يرَ شيئًا رغم إبلاغه عن تفاصيل كثيرة على الأرض أثناء مروره فوق تركيا . أشارت البيانات المتعلقة بمعايير مدار المركبتين، والتي نشرتها وكالة الأنباء السوفيتية تاس بشكل دوري ، إلى تغيير في مسار فوستوك 3 المداري في غضون عشر ساعات من إطلاق فوستوك 4، مما أدى إلى تكهنات بأن المركبة الأولى عدّلت مدارها لتقريبه من مدار الثانية. ^{[ 13 ]} يُعتقد أن فوستوك لم تكن قادرة على تعديل مدارها. ^{[ 9 ]} كانت الخطة تقضي بأن تقترب المركبة الفضائية إلى مسافة 5 كيلومترات (3.1 ميل) ، لكن أقرب مسافة تم الوصول إليها كانت 6.5 كيلومترات (4.0 ميل) . في بداية مدار فوستوك 3 الثالث والثلاثين، تباعدت هذه المسافة إلى 850 كم (530 ميلًا) ، وإلى 2850 كم (1770 ميلًا) في بداية المدار الرابع والستين. ^{[ 7 ]}        

تواصل نيكولاييف وبوبوفيتش عبر موجات الراديو القصيرة بعد وقت قصير من اقتراب مركبتيهما الفضائيتين من بعضهما؛ واستمرّا في التواصل المنتظم بينهما طوال فترة مهمتهما، بالإضافة إلى تواصلهما مع الأرض. وأفاد نيكولاييف برؤية كبسولة فوستوك 4 بعد دخولها مدارًا بالقرب منه. ^{[ 8 ] [ 12 ]}

دفعت هذه المهمة المراقبين الغربيين إلى التكهن بأن السوفيت يمتلكون بالفعل مركبات فضائية قادرة على المناورة في المدار. وبطبيعة الحال، لم تذكر البيانات الصحفية الرسمية أن مركبة فوستوك الفضائية تفتقر إلى هذه القدرة، أو أن مركبتي فوستوك تمكنتا من الوصول إلى هذا الاقتراب الشديد بفضل دقة إطلاقهما الفائقة.

أمضى كل من نيكولاييف وبوبوفيتش وقتًا خارج مقعديهما يوميًا، لإجراء سلسلة من الاختبارات لتحديد قدرتهما على المناورة والعمل في ظروف انعدام الوزن. وقيل إن كل اختبار استغرق "حوالي ساعة". وتمت مراقبة الحالة البدنية والنفسية لرواد الفضاء: حيث نقلت أجهزة الاستشعار البيومترية بياناتهم الحيوية إلى الأرض؛ كما تمت مراقبة سلوكهم وتنسيق حركاتهم عبر كاميرا فيديو مثبتة في المقصورة؛ وتم تقييم قدرتهم على أداء عمليات مختلفة بالتنسيق مع مراقبي الأرض. وتمت مراقبة حديث رواد الفضاء من قبل المراقبين على الأرض وفيما بينهم. واعتُبرت نتائج الاختبارات إيجابية، ما يُعد دليلًا على قدرة البشر على العمل لفترات أطول في بيئة انعدام الجاذبية. ^{[ 12 ]} كما تحدث نيكولاييف مع رئيس الوزراء السوفيتي نيكيتا خروتشوف عبر الراديو، لكن التشويش كان شديدًا لدرجة أنه لم يتمكن من سماع معظم المحادثة.

أُولي اهتمام خاص لقدرة رواد الفضاء على النوم، وتمت مراقبة علاماتهم الحيوية خلال فترات نومهم. أفاد نيكولاييف بأنه كان ينام جيداً، لكنه كان يستيقظ دائماً بعد ست ساعات فقط من فترة نومه المقررة التي تبلغ ثماني ساعات، ويشعر بالانتعاش. ^{[ 8 ]}

أطلق نيكولاييف صاروخه العكسي وعاد إلى الأرض في 15 أغسطس 1962، وهبط في الساعة 06:52 بالتوقيت العالمي المنسق عند خط عرض 42°2′ شمالاً وخط طول 75 °45′ شرقاً ( 42.033° شمالاً ، 75.750° شرقاً) ، بالقرب من كاراغاندا . ^{[ 5 ]} وكما فعل تيتوف على متن فوستوك 2، ولكن على عكس غاغارين على متن فوستوك 1، اعترف نيكولاييف للصحفيين بأنه قذف نفسه بالمظلة وهبط على الأرض بشكل منفصل عن مركبته الفضائية. ^{[ 12 ]}

تُعرض كبسولة العودة الآن في متحف NPO Zvezda في موسكو ، ولكن تم تعديلها لتمثيل كبسولة Voskhod 2 .