Спутник-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Спутник-1
Простейший Спутник-1 (ПС-1)
Sputnik asm.jpg
Первый в мире искусственный спутник Земли
Производитель

Союз Советских Социалистических Республик ОКБ-1

Задачи

проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска; ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника; экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника; исследование условий работы аппаратуры

Спутник

Земли

Количество витков

1440

Запуск

4 октября 1957 19:28:34 UTC

Ракета-носитель

Спутник

Стартовая площадка

Союз Советских Социалистических Республик Байконур, Пл. № 1

Длительность полёта

3 месяца

Сход с орбиты

4 января 1958

NSSDC ID

1957-001B

SCN

00002

Технические характеристики
Масса

83,6 кг

Размеры

максимальный диаметр 0,58 м

Элементы орбиты
Большая полуось

6955,2 км

Эксцентриситет

0,05201

Наклонение

65,1°

Период обращения

96,7 минут

Апоцентр

7310 км от центра, 939 км от поверхности

Перицентр

6586 км от центра, 215 км от поверхности

Commons-logo.svg Спутник-1 на Викискладе

Спутник-1 — первый искусственный спутник Земли, советский космический аппарат, запущенный на орбиту 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществился с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром «Байконур») на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7.

Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики С. П. Королёвым, работали учёные М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко, Г. Ю. Максимов, В. И. Лапко, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров и многие другие.

Дата запуска является началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск. В его честь названа Равнина Спутника на Плутоне.

Устройство[править | править вики-текст]

Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. На верхней полуоболочке располагались крест накрест две уголковые вибраторные антенны[1], каждая состояла из двух плеч-штырей длиной по 2,4 м и по 2,9 м, угол между плечами в паре — 70°. Такая антенна обеспечивала близкое к равномерному излучение во всех направлениях, что требовалось для устойчивого радиоприема в связи с тем, что спутник был неориентирован.

Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников (серебряно-цинковые аккумуляторы массой около 50 кг); радиопередающее устройство[2]; вентилятор; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Масса — 83,6 кг.

Подготовка[править | править вики-текст]

Первая ракета Р-7 № М1-5 была доставлена на техническую позицию полигона в начале марта 1957 года, 5 мая вывезена на стартовую площадку № 1. Подготовка к пуску длилась неделю, на восьмой день началась заправка.

Пуск состоялся 15 мая в 19:00 по местному времени. Старт прошёл нормально, но на 98-й секунде полёта произошёл сбой в работе одного из боковых двигателей, ещё через 5 секунд все двигатели автоматически отключились, и ракета упала в 300 км от старта. Причиной аварии было возникновение пожара в результате разгерметизации топливной коммуникации высокого давления. Вторая ракета, Р-7 № 6Л, была подготовлена с учётом полученного опыта, но запустить её вовсе не удалось. 10—11 июня делались многократные попытки пуска, но в последние секунды срабатывала защитная автоматика. Выяснилось, что причиной была неправильная установка клапана азотной продувки и замерзание главного кислородного клапана. 12 июля пуск ракеты Р-7 № М1-7 снова прошёл неудачно, эта ракета пролетела всего 7 километров. Причиной на этот раз стало замыкание на корпус в одном из приборов системы управления, в результате чего прошла ложная команда на рулевые двигатели, ракета значительно отклонилась от курса и была автоматически ликвидирована.

Наконец, 21 августа 1957 года осуществился успешный запуск, ракета № 8Л нормально прошла весь активный участок полёта и достигла заданного района — полигона на Камчатке. Головная часть её полностью сгорела при входе в плотные слои атмосферы, несмотря на это 27 августа ТАСС сообщило о создании в СССР межконтинентальной баллистической ракеты. 7 сентября осуществлён второй полностью успешный полёт ракеты, но головная часть снова не выдержала температурной нагрузки, и Королёв вплотную занялся подготовкой к космическому запуску. По словам Б. Е. Чертока, результаты лётных испытаний пяти ракет показали, что головная часть требует радикальной доработки, на что требовалось не менее полугода. Таким образом, разрушение головных частей открыло дорогу для пуска Первого простейшего спутника[3].

Проектирование ПС-1 началось в ноябре 1956 года, в начале сентября 1957 он прошёл окончательные испытания на вибростенде и в термокамере. Спутник был разработан как аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазоны частот передатчиков простейшего спутника (20 МГц и 40 МГц[1][2]) были выбран так, чтобы слежение за спутником могли осуществлять радиолюбители.

22 сентября в Тюра-Там прибыла ракета Р-7 № 8К71ПС (изделие М1-ПС «Союз»). По сравнению со штатными, она была значительно облегчена: массивная головная часть заменена переходом под спутник, снята аппаратура системы радиоуправления и одна из систем телеметрии, упрощена автоматика выключения двигателей; масса ракеты в результате была уменьшена на 7 тонн.

2 октября Королёвым был подписан приказ о лётных испытаниях ПС-1 и направлено в Москву уведомление о готовности. Ответных указаний не пришло, и Королёв самостоятельно принял решение о постановке ракеты со спутником на стартовую позицию.

Запуск и полёт[править | править вики-текст]

В пятницу, 4 октября, в 22:28:34 по московскому времени (19:28:34 по Гринвичу) был совершён успешный запуск. Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок ракеты весом 7,5 тонны были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. Через 314,5 секунд после старта произошло отделение Спутника, и он подал свой голос. «Бип! Бип!» — так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты, потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли».

Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется, и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени. По воспоминаниям Б. Е. Чертока: «Ещё немного — и первая космическая скорость могла быть не достигнута. Но победителей не судят! Великое свершилось!»[3].

Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.

Параметры полёта[править | править вики-текст]

  • Начало полёта4 октября 1957 в 19:28:34 по Гринвичу
  • Окончание полёта4 января 1958
  • Масса аппарата — 83,6 кг;
  • Максимальный диаметр — 0,58 м.
  • Наклонение орбиты — 65,1°.
  • Период обращения — 96,7 мин.
  • Перигей — 228 км.
  • Апогей — 947 км.
  • Витков — 1440

Результаты полёта[править | править вики-текст]

Цели запуска:

  • проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска;
  • ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника;
  • экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника;
  • исследование условий работы аппаратуры.

Изучение характера радиосигнала и оптические наблюдения за орбитой позволили получить важные научные данные. Задача оптического наблюдения ИСЗ была поставлена коллективу Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ[4]. В. Г. Куртом, П. В. Щегловым и В. Ф. Есиповым разработана методика наблюдений с точным определением координат спутника с временно́й привязкой. Для этой цели была приспособлена аэрофотосъёмочная камера НАФА с 10-сантиметровым объективом, точные промежутки времени измерялись морским хронометром с электрическими контактами. После проявки плёнки треки спутника с помощью измерительного микроскопа «привязывались» к координатам звёзд, затем вручную (на механических счётных машинах) определяли шесть параметров орбиты. Время пересчёта занимало 30—60 минут, на современных компьютерах для таких вычислений требуется не более, чем 1—2 секунды. Фотографические наблюдения орбиты Спутника-1 проводились ежедневно, в течение двух недель В. Г. Куртом и П. В. Щегловым в Ташкенте, из астрономической обсерватории АН Узбекистана. Характер изменений орбиты позволил произвести предварительную оценку величины плотности атмосферы на орбитальных высотах, её высокое значение (порядка 108 атомов/см³) стало для геофизиков большой неожиданностью. Результаты измерения плотности высоких слоёв атмосферы позволили создать теорию торможения спутников, основы которой были заложены М. Л. Лидовым[5].

Общепринятое в то время представление, многократно повторённое в СМИ, что без специальной оптики, визуально, мы наблюдаем ночью подсвечиваемый солнцем спутник, неверно. Отражающая поверхность спутника была слишком мала для визуального наблюдения. На самом деле наблюдалась вторая ступень — центральный блок ракеты, который вышел на ту же орбиту, что и спутник[3].

Сразу же после запуска на это событие обратил внимание коллектив шведских учёных из только что созданной Геофизической обсерватории Кируны (ныне Шведский институт космической физики)[6]. Под руководством Бенгта Хултквиста проводились измерения суммарного электронного состава ионосферы с использованием эффекта Фарадея. При последующих запусках спутников подобные измерения были продолжены.

Звуки спутника[править | править вики-текст]

Сигналы спутника имели вид телеграфных посылок («бипов») длительностью около 0,3 секунды.[7] Частота «бипов» и пауза между ними определялась датчиками контроля давления (барореле с порогом срабатывания 0,35 атм) и температуры (термореле с порогами срабатывания +50 °С и 0 °С), что обеспечивало простой контроль герметичности корпуса и температуры внутри ПС.[8]

Как запись «Спутника-1» в интернете распространяется сомнительная запись с длинными, растянутыми «бипами» (вероятно, подразумевающими «СССР» на Азбуке Морзе: «•••» «•••» «•••» «•−•»): Звук сигнала с первого искусственного спутника [значимость факта?]

Запись звуков спутника, смонтированная вместе с мелодией Д. Шостаковича к песне «Родина слышит», использовалась для обозначения начала радиопередачи Всесоюзного радио «Последние известия».[9][10]

Значение полёта[править | править вики-текст]

В ту ночь, когда Спутник впервые прочертил небо, я (…) глядел вверх и думал о предопределённости будущего. Ведь тот маленький огонёк, стремительно двигающийся от края и до края неба, был будущим всего человечества. Я знал, что хотя русские и прекрасны в своих начинаниях, мы скоро последуем за ними и займём надлежащее место в небе (…). Тот огонёк в небе сделал человечество бессмертным. Земля всё равно не могла бы оставаться нашим пристанищем вечно, потому что однажды её может ожидать смерть от холода или перегрева. Человечеству было предписано стать бессмертным, и тот огонёк в небе надо мной был первым бликом бессмертия.

Я благословил русских за их дерзания и предвосхитил создание НАСА президентом Эйзенхауэром вскоре после этих событий.

Рэй Бредбери[11]

Официально «Спутник-1», как и «Спутник-2», Советский Союз запускал в соответствии с принятыми на себя обязательствами по Международному Геофизическому Году. Спутник излучал радиоволны на двух частотах 20,005 и 40,002 МГц в виде телеграфных посылок длительностью 0,3 с, это позволяло изучать верхние слои ионосферы, ведь до запуска первого спутника можно было наблюдать только за отражением радиоволн от областей ионосферы, лежащих ниже зоны максимальной ионизации ионосферных слоёв.

Спутник имел большое политическое значение. Его полёт увидел весь мир, излучаемый им сигнал мог услышать любой радиолюбитель в любой точке земного шара. Журнал «Радио» заблаговременно опубликовал подробные рекомендации по приёму сигналов из космоса[12][13]. Это шло вразрез с представлениями о сильной технической отсталости Советского Союза. Запуск первого спутника нанёс по престижу США сильный удар. «Юнайтед пресс» сообщило: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…»[14]. В американской прессе «Спутник-1» часто упоминается как «Red Moon» (Красная Луна).[15] В США запуск первого искусственного спутника «Эксплорер-1» был осуществлён командой Вернера фон Брауна 1 февраля 1958 года. Хотя спутник нёс 4,5 кг научной аппаратуры, а 4-я ступень являлась частью его конструкции и не отстыковывалась, масса его была в 6 раз меньше ПС-1 — 13,37 кг[16]. Это стало возможным благодаря низкой мощности передатчиков и использованию транзисторов, что позволило значительно уменьшить вес батарей. Американский спутник совершил научное открытие: был открыт радиационный пояс Земли (пояс Ван Аллена).

Интересные факты[править | править вики-текст]

Культура[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Г. Т. Марков, Д. М. Сазонов. Антенны. М.: Энергия, 1975. С. 497.
  2. 1 2 Б. Г. Степанов. Передатчик первого ИСЗ // Радио. 2013. № 4. С. 55—56.
  3. 1 2 3 Черток, 1999.
  4. В. Г. Курт «Первые шаги отечественной астрономии из космоса», в сб. «Первая космическая», стр. 239—241
  5. В. В. Белецкий «М. Л. Лидов — учёный и человек» (Вестник РАН, т. 70, с. 520—525, 2000 г.)
  6. Б. Хултквист, «Последствия запуска первого спутника», статья в сб. «Первая космическая», стр. 236—238
  7. «Первые спутники». Черток Б. Ракеты и люди. Фили. Подлипки. Тюратам / Б. Черток. — М.: Машиностроение, 1996.
  8. Афанасьев И. «Большой космический клуб» / И. Афанасьев, А. Лавренов. — Изд-во «РТСофт», 2006
  9. Э. Г. Багиров, Всеволод Николаевич Ружников. Основый радиожурналистики. — Изд-во Московского университета, 1984. — С. 94. — 274 с.
  10. Борис Владимирович Кривенко. Язык массовой коммуникации. — Изд-во Воронежского университета, 1993. — С. 52. — 150 с.
  11. 1 2 сб. «Первая космическая», с. 23
  12. В. Вахнин. Искусственные спутники Земли (справка для радиолюбителей-наблюдателей).//«Радио», 1957, № 6, с. 14-17
  13. А. Казанцев. Наблюдения за радиосигналами с искусственных спутников Земли и их научное значение.//«Радио», 1957, № 6, с. 17-19
  14. Даты зарубежных космических пусков и событий
  15. Sputnik Stunned the World, and Its Rocket Scared the Pentagon
  16. Эксплорер-1 и Юпитер-С. Отдел астронавтики, Национальный музей авиации и космонавтики, Смитсоновский институт.
  17. Черток, Б. Е. Ракеты и люди. Том 2. 1996. — с.202-203
  18. «Памятник первому искусственному спутнику Земли»
  19. Эндрю Таненбаум, Дэвид Уэзеролл. Компьютерные сети. — 5-е изд.. — Питер, 2014. — С. 71-72. — 955 с. — ISBN 978-5-459-00342-0.

Литература[править | править вики-текст]

  • Черток, Б. Е. Ракеты и люди : Фили — Подлипки — Тюратам : [англ.]. — 2. — М. : Машиностроение, 1999. — P. 448. — ISBN 5-217-02935-8.
  • Первая космическая (сборник статей, посвящённых 50-летию начала космической эры) / составитель О. В. Закутняя. — М., 2007. — ISBN 978-5-902533-03-0.
  • «Испытание ракетно-космической техники - дело моей жизни» События и факты — А.И. Осташев, Королёв, 2001 г.[1] ;
  • Голованов Я. К. Капля нашего мира. Глава "Самый первый" (О создателях Первого искусственного спутника Земли).

Ссылки[править | править вики-текст]

Серия КА «Спутник»
Предыдущий полёт:
Спутник-1 Следующий полёт:
Спутник-2