СССР по време на своето съществуване активно развива комични програми, насочени към развитието на извънземно пространство. И първата стъпка в тази посока беше изстрелването на сателита - първият обект, изпратен в космоса. Въпреки това, малко хора знаят, че това устройство има доста богата история.
Главна информация
През втората половина на XX век СССР и САЩ влизат в космическата надпревара, опитвайки се да започнат космическото проучване възможно най-бързо. И Съветският съюз беше първият, който изпрати на собствена орбита апарат със собствено производство. Такова беше устройството, което има доста просто име "Sputnik-1".
Интересен факт: в документи и чертежи устройството се нарича PS-1, което означава "Simple Satellite-1".
Дизайнът на устройството беше доста прост. Това беше сфера с антени отстрани. Последните са необходими на спътника за равномерно разпределение на радиосигнала в пространството.
Кръгът е сглобен от две полукълба, за закрепването им са използвани 36 болта. Такова количество позволява надеждно блокиране на части, като се избягват пропуски. Вътре в PS-1 имаше сензори, които измерват температурата и налягането, сребърни и цинкови батерии, термостат, радиопредавател и вентилатор, които са необходими за охлаждане на елементите.
По време на полета това „пълнене“ излъчва сигнал в честотен диапазон от 20 до 40 MHz, така че всеки, дори обикновен човек, да може да се настрои на вълната на устройството.
Въпреки факта, че сега, когато говорим за космически полети, в главата ми изскачат образи на ракети и совалки, които удрят с размерите си, Sputnik-1 беше малък дори в сравнение с хората. Радиусът му е бил само 29 см, а масата му е приблизително 83,5 кг.
Сателитни снимки
Дори през 1687 г., когато пише труда „Математическото начало на естествената философия“, Нютон предполага, че тяло може да бъде изстреляно в земната орбита по такъв начин, че да не падне на повърхността.
Ученият описа следния експеримент, за да постигне този резултат. Първо трябва да се изкачите на висока планина, чийто връх е много по-висок от атмосферата. От него трябва да стреляте с пистолет, така че сърцевината да лети успоредно на земята. И ако снарядът се движи с определена скорост, той никога няма да потъне на повърхността, а ще лети около планетата безкрайно.
По-късни проучвания доказаха, че Нютон е прав. Ако обект бъде изстрелян в орбитата на Земята, така че да се движи със скорост най-малко 7,91 км / с, той безкрайно ще се върти около планетата, без да губи височина. Сега тази скорост се нарича „първата космическа“. През 1879 г. Жул Верн, когато пише книгата „500 милиона бегума“, използва прототипа на пистолета „Нютон“.
В края на XIX и началото на XX век хората постепенно започват да стигат до извода, че технологията скоро ще достигне развитие, което ще й позволи да отиде в космоса. Веднъж Циолковски твърдеше, че човечеството вече е готово за извънземни пътувания. Освен това ученият предложи да не се провеждат експериментални изстрелвания, а незабавно да се изгради ракета, в която хората ще летят. Това ще позволи още при първия полет да получи достоверна информация от живи очевидци.
По-късно немският инженер Обер запозна света с проекта, който е станция от няколко етапа. Беше предложено да излезе на орбита с цел наблюдение и координация на военните сили. Беше предложено да се постави телескоп върху извънземен обект, който да ни позволи да наблюдаваме планети и звезди директно от космоса, а не чрез атмосферни изкривявания от Земята.
Също така темата за спътниците беше повдигната в някои научнофантастични романи, издадени през 20-те и 30-те години.През първата половина на 20-ти век различни страни проведоха много експерименти за изстрелване на обекти в земната орбита, но всички построени ракети се развиха с недостатъчна скорост.
Интересен факт: през 1944 г. военният Покровски предложи да стреля в небето от мощен пистолет. Според него това ще позволи останките на ядрото да бъдат в орбита.
Първи опити
Учените от Третия райх успяха да разработят ракети с голяма маса Vau-2, работещи на течно гориво. Смятало се, че те са в състояние да летят в космоса и дори да изпратят човек в орбита. Има официални документи, които предполагат използването им за изстрелване на балсамирани тела на първите космически пътешественици, за да се отдадат почести.
От март 1946 г. ВВС на САЩ започват активно да работят по космическата програма. Страната беше добре наясно, че поставянето на предмети в орбитата на Земята ще помогне да се получи много полезна информация, както и сериозно да се увеличи авторитетът на други държави.
В продължение на няколко години учените на хартия проектираха различни устройства, които потенциално биха могли да излязат в извънземно пространство. В същото време бяха анализирани последствията, до които може да доведе космическото проучване. Икономическият компонент, военният потенциал на бъдещото постижение и възможните перспективи бяха изписани подробно. Веднага след като стана ясно, че устройството, изобразено на чертежа, не е в състояние да влезе в орбита, дизайнът на нов веднага започна да взема предвид недостатъци.
През 1953 г. на конференция по астронавтика физикът Фред Сингър представи разработките на сферичен спътник, който има реални шансове да излезе в космоса. Според учения САЩ работят върху сферично устройство, което може да бъде изстреляно над Земята по такъв начин, че да се движи по орбита на височина от 300 км и да пресича двата полюса на планетата.
През 1954 г. се провежда среща на водещи американски конструктори на ракети, на която се обсъжда вероятността от изстрелване на сателит през следващите три години. В този момент беше абсолютно ясно, че за това е необходимо да се използват многостепенни ракети, които, тъй като предишните бяха изключени и следващите работеха, биха помогнали за достигане на желаната височина.
Интересен факт: тогава арсеналът на САЩ разполагаше с ракети Локи и Редстоун, които трябваше да се използват за изстрелване на първия спътник.
Резултатът от срещата беше появата на проекта Orbiter, в рамките на който се разработваха подробности за бъдещото космическо изстрелване. Събитието беше планирано за лятото на 1957 година. През 1955 г. САЩ разкриват проект, чието име е променено на „Vanguard“. Предполагаше се, че този спътник ще лети в небето върху ракетите „Викинг“ и „Аероби“. На хартия устройството представляваше сложна структура с тегло 10 кг. Предвиждаше се апаратурата да бъде оборудвана с множество електроника за събиране на информация.
Въпреки това, когато стана известно за космическата програма на СССР, САЩ значително опростиха дизайна на спътника, само за да бъдат първите, които изстреляха обекта в космоса. Така „Vanguard-1” отслабна шест пъти, а теглото му беше 1,59 кг.
Историята на първия изкуствен спътник
Историята на създаването на сателита започва през 1942-та година. Тогава немският дизайнер фон Браун завършва моделирането на ракетите V-2. Няколко месеца по-късно се извършва първото изстрелване и до 1945 г. са проведени 3225 теста. Стана ясно, че тази ракета може да измине дълги разстояния.
След Втората световна война Фон Браун започва работа в Министерството на отбраната на САЩ и разработва ракети, които могат да пуснат в орбита първия сателит. Предполагаше се, че в рамките на пет години ще бъде създаден апарат, който ще помогне за постигането на тази цел. Но по-късно държавата отказа да финансира този проект.
През 1946 г. Сталин създава ракетната индустрия на СССР, за която отговаря Сергей Королев.През първата половина на 50-те години Съветският съюз вече е разработил ракети R-1, R-2 и R-3, способни да пътуват на големи разстояния и да удрят цели на съседни континенти. През 1948 г. конструкторът Тихонравов демонстрира поетапни ракети, които могат да излитат до 1000 км. С тяхна помощ той предложи да достави спътници на земната орбита. Тогава обаче той не намери подкрепа и бе спрян от дейност. Две години по-късно обаче, с признанието на важността на космическия полет, СССР отново приведе Тихонравов на работа, а основната му дейност беше разработването на технологии за изпращане на сателит в орбита.
Модел
Изобретението на ракетата R-3 и нейните възможности стана ясно, че с негова помощ първият сателит може да бъде изведен в орбита. През 1953 г. дизайнерите, които работиха по този проект, успяха най-накрая да убедят държавата, че е възможно изпращането на изкуствено тяло в космоса.
През 1954 г. Тихонравов, заедно с колегите си, започва задълбочено проучване на космическата програма на СССР, първият етап на който се състои в изстрелването на спътник в орбита.
Интересен факт: Тихонравов също беше инструктиран да планира потенциално кацане на Луната, което трябваше да се извърши след успешни полети в космоса.
През 1955 г. Хрушчов лично пристига в завода, където е построена ракетата R-7. Резултатът от срещата му беше подписването на указ, според който дизайнерите трябва да построят устройство, което може да влезе в орбитата на Земята.
През ноември 1956 г. започва проектирането на първия спътник и след 10 месеца конструираният модел вече е тестван в специални условия. Въз основа на експериментите стана ясно, че устройството е готово за полет.
Сателитно устройство
Както бе споменато по-горе, сателитното тяло се състоеше от две полукълба. Те бяха отливани от сплав алуминий и магнезий, дебелината беше 2 мм. Като конектори се използват болтове формат M8 * 2.5. Вътре структурата се пълни с азот в газообразно състояние, създавайки налягане от 1,3 атмосфери. За да се избегне проникването на въздух, върху фугите е поставена гумена облицовка. За да поддържа постоянната температура на сателита, той е бил оборудван с външен екран с дебелина милиметър.
Интересен факт: За да даде оптични свойства на сателита, повърхността му беше полирана и обработена. Ето защо случаят е лъскав.
За предаване на сигнал в предното полукълбо на устройството бяха монтирани две антени. Първият е тип VHF, вторият - HF. Към тях излязоха два пина, съответно 2,4 и 2,9 м. Ъгълът на дивергенция е 70 градуса. Пружините са вградени в дизайна на антената, което им помогна да се отворят и заемат позицията си след изключване на ракетата.
Задното полукълбо на спътника включва механизъм за изключване от ракетата, използван при влизане в орбита.
История на стартиране
През февруари 1955 г. започна строителството на тренировъчния полигон Байконур в пустинята на Казахстан, където се планираше да започне. След няколко теста инженерите разбраха, че ракетата R-7 се нуждае от глава, която не може да издържа на топлинни натоварвания, а също така трябва да бъде олекотена колкото е възможно повече. През септември 1957 г. на тренировъчната площадка беше поставена актуализирана версия на R-7, която беше с 7 тона по-лека и имаше сателитно отделение в главата.
В началото на октомври ракетата, заедно с инсталираната апаратура, беше поставена на мястото за изстрелване. Успоредно с това се проведе международен конгрес по астронавтика, в който взеха участие учени от 67 държави.
Изстрелването на спътника става на 4 октомври 1957 г. Фактът, че СССР беше първият, който пусна изкуствен обект в орбита на Земята, заяви академик Леонид Седов, говорейки пред обществеността.
История на полетите
Изстрелването се проведе в 22:28:34 по московско време. За 4 минути 55 секунди ракетата достигна желаната височина и влезе в орбита. И след 20 секунди спътникът се отдели от структурата и започна да предава доста прост сигнал: „Бийп!“.Той отиде директно на тренировъчната площадка за две минути, докато устройството излезе на орбита на Земята на голямо разстояние. В продължение на две седмици PS-1 чрез предавателите излъчва различна информация, докато не се провали.
Интересен факт: по време на изстрелването на ракета в един от двигателите системата за подаване на гориво работеше със закъснение и той не започна веднага работа. Според оценките, ако двигателят се включи секунда по-късно, R-7 не може да влезе в орбита.
В земната орбита PS-1 прекара 92 дни, правейки 1440 оборота. Поради атмосферното триене, той постепенно губи скорост и надморска височина, поради което в определен момент се разбива и изгаря в горните слоеве.
Параметри на полета
Полет PS-1 може да се характеризира със следните параметри:
- обороти около Земята - 1440;
- апогей - 947 км;
- Периге - 228 км;
- време за пълен оборот - 96 мин. 12 сек;
- наклона на орбитата е 65,1 градуса;
- радиус PS-1 - 29 см;
- тегло - 83,6 кг;
- дата на полет - от 10/04/1957 до 04/01/1958.
Стойност на полета
Основната цел на спътниковия полет може да се счита за повишаване престижа на СССР на световната сцена. Изстрелването на първия обект в космоса предизвика истинска сензация, особено на фона на САЩ, които също планираха да изпратят свой космически кораб. Само докато американците публично обявиха плановете си, Съветският съюз ги изпълни без допълнително обожание. Пресата на много страни пише за тази статия в стила „някои говорят, а други правят“.
Изстрелването на спътника бележи началото на космическата дейност на хората и започна истинска надпревара между САЩ и СССР. В отговор държавите също изстреляха в орбита свой космически кораб Explorer-1. Сателитът влезе в орбита на 1 февруари 1958 г. и вече не представляваше такъв интерес като PS-1.
Сателитни звуци
За да може всеки да се увери, че спътникът работи, дизайнерите го конфигурираха непрекъснато да изпраща сигнали. Електромеханичното реле е отговорно за тази процедура, като изпраща алтернативни сигнали на честоти 20 и 40 MHz с продължителност 0,3-0,4 секунди. Прекъсванията между тях се равняваха на една и съща стойност.
Дължината на сигнала зависи пряко от сензорите за налягане и температура, измерващи тези параметри вътре в конструкцията. Поради неизменността на периодите на предаване, учените биха могли да се уверят, че PS-1 работи правилно, вътре се поддържа херметичност. В рамките на две седмици и половина устройството изпрати няколко милиона сигнала, представляващи обикновен „бийп“.
За причина бяха избрани за работа честоти от 20 и 40 MHz. Повечето приемници от онова време са в състояние да се настроят към тях. Благодарение на това всеки може да улови сателитния сигнал.
Почти веднага след излизане в орбита честотата на превключване започна да се увеличава. След няколко дни той беше с 40% по-висок от очакваното. Учените все още не могат да установят точната причина за растежа.
Научни резултати от полета на първия изкуствен спътник
Изстрелването на PS-1 може да се счита за успешно, тъй като учените успяха да изпълнят задачите. Научните резултати от полета включват:
- получаване на данни за полетен тест на първия спътник;
- появата на възможността за изучаване на йоносферата, която отразява сигналите, изпратени от повърхността на Земята;
- сателитното триене в атмосферата и постепенното намаляване на скоростта помогнаха да се изчисли плътността на горната атмосфера;
- постепенният отказ на PS-1 помогна да се направят следващите превозни средства по-малко податливи на външните въздействия на космоса.
Докато спътникът беше в орбита, учените проведоха непрекъснато проследяване на неговото положение и направиха всякакви изчисления. Освен това активното събиране на информация се провежда не само в СССР. Например, учени от университета в Швеция успяха значително да напреднат в изучаването на структурата на йоносферата благодарение на наблюдението на поведението на сателита. Тъй като Съветският съюз използва специално предаване на сигнал на достъпни честоти, учени от цял свят могат да провеждат съвместни дейности и да провеждат експерименти.
Реакция на стартиране
Изстрелването на спътника направи голям плясък по целия свят. Освен това, ако в повечето страни реакцията беше положителна, тъй като всички разбираха възможностите, които се отварят, в САЩ това събитие предизвика изключително негативно. През 50-те години на миналия век държавите бяха категорични, че са лидери в космическия въпрос, особено след овладяването на чертежи от Третия райх, съдържащи данни за напреднали балистични ракети.
Но когато СССР изпрати сателита пръв, това се превърна в истински шок за САЩ, защото те се смятаха за господари на космоса. Те също бяха сигурни, че те ще бъдат първите, които го завладяха.
Интересен факт: при първата среща на Пентагона след изстрелването на PS-1 някои американски военни предложиха да изпратят тонове боклук в космоса, за да покрият земната атмосфера и да направят невъзможни по-нататъшни полети.
Но трябва да се отбележи, че напредъкът на СССР в тази надпревара даде огромен стимул на САЩ. Най-добрите американски дизайнери започнаха да изучават бъдещата космическа програма. Благодарение на това държавите не само компенсираха постиженията на Съветския съюз, но и кацнаха на Луната. Може би ако бяха първите, които пуснаха сателита, това ще намали запалването им и тогава „малка стъпка за човека и гигантски скок за човечеството“ никога нямаше да се осъществи.
Рецензии от чуждестранната преса
Пресата по света писа за изстрелването на спътника. Ученият Бениамино Сегре публично изрази възхищение от пробива на СССР, защото виждаше това като нови перспективи и възможности. The New York Times пише, че само страна с напреднали технологии може да започне космическо проучване.
Дизайнерът немски Обер от Германия изрази уважението си към съветските учени. Според него само най-добрите умове, които безспорно са били в СССР, са могли да изпратят предмет в орбита. Жолио-Кюри, Нобелов лауреат, твърдеше, че сега човекът вече не е привързан към Земята.
Дълго време световната преса не спираше да пише за това събитие и възхвалява постижението на СССР.