ЭТАЛОН РОССИИ

СССР  активно разрабатывал космические программы, направленные на освоение внеземного пространства. И первым шагом в этом направлении стал запуск спутника – первого объекта, отправленного в космос. Это положило начало дальнейшего покорения Вселенной. Однако мало, кто знает, что данный аппарат имеет довольно богатую историю.

Общие сведения

Во второй половине XX века СССР и США вступили в космическую гонку, пытаясь как можно быстрее приступить к освоению космоса. И Советский Союз первым сумел отправить на земную орбиту аппарат собственного производства. Таковым стало устройство, имеющее довольно простое название “Спутник-1”.

Интересный факт: в документах и чертежах аппарат назывался ПС-1, что расшифровывается как “Простейший Спутник-1”.

Конструкция аппарата была довольно простой. Он представлял собой сферу, по бокам которой размещены антенны. Последние необходимы для того, чтобы спутник распространял радиосигнал в пространстве равномерно.

Круг собирался из двух полусфер, для скрепления которых использовали 36 болтов. Такое количество позволило надежно сцепить части, не допуская зазоров. Внутри ПС-1 размещались датчики, измеряющие температуру и давление, аккумуляторы из серебра и цинка, термостат, радиопередатчик и вентилятор, необходимый для охлаждения элементов.

Во время полета данная “начинка” испускала сигнал в интервале частот от 20 до 40 МГц, благодаря чему любой желающий, даже обычный человек, мог настроиться на волну аппарата.

Несмотря на то, что сейчас при разговоре о космических полетах в голове сразу всплывают образы ракет и шаттлов, которые поражают своими габаритами, Спутник-1 был небольшим даже по сравнению с человеком. Его радиус составлял всего 29 см, а масса примерно 83,5 кг.

Прообразы спутника

Еще Ньютон в 1687 году при написании труда “Математическое начало натуральной философии” предположил, что на орбиту Земли можно запустить тело таким образом, что оно не упадет на поверхность.

Ученый описал следующий эксперимент, позволяющий достигнуть данного результата. Сначала требуется забраться на высокую гору, пик которой гораздо выше атмосферы. С него нужно выстрелить из пушки таким образом, чтобы ядро полетело параллельно земле. И если снаряд будет двигаться с определенной скоростью, он никогда не опустится на поверхность, а будет лететь вокруг планеты бесконечно.

Позже исследования доказали, что Ньютон был прав. Если объект запустить на орбиту Земли таким образом, чтобы он двигался со скоростью минимум 7,91 км/с, то он будет бесконечно вращаться вокруг планеты, не теряя высоты. Сейчас такая скорость называется “первой космической”. В 1879 году Жюль Верн при написании книги “500 миллионов бегумы” использовал прообраз ньютоновской пушки.

В конце XIX и начале XX веков люди постепенно начали приходить к выводу, что технологии скоро достигнут развития, которое позволит отправиться в космос. Циолковский в свое время утверждал, что человечество уже готово к внеземным путешествиям. Более того, ученый предлагал не проводить экспериментальных запусков, а сразу строить ракету, в которой полетят люди. Это позволит уже в первом полете получить правдивые сведения от живых очевидцев.

Позже немецкий инженер Оберт представил миру проект, представляющий собой станцию из нескольких ступеней. Ее предлагалось запустить на орбиту с целью наблюдения и координации военных сил. Было предложено разместить на внеземном объекте телескоп, который позволит наблюдать за планетами и звездами напрямую из космоса, а не через атмосферные искажения с Земли.

Также тема спутников поднималась в некоторых фантастических романах, выпущенных в 20-х и 30-х годах. В первой половине XX века разные страны проводили множество экспериментов по запуску объектов на орбиту Земли, однако все построенные ракеты развивали недостаточную скорость.

Интересный факт: в 1944-ом году военный Покровский предложил выстрелить в небо из мощной пушки. По его мнению, это позволит остаткам ядра оказаться на орбите.

Первые попытки

Ученые Третьего рейха сумели разработать ракеты большой массы Фау-2, работавшие на жидком топливе. Считалось, что они способны полететь в космос и даже отправить человека на орбиту. Существуют официальные документы, в которых предлагается с их помощью запускать забальзамированные тела первых космических путешественников с целью отдания почестей.

Начиная с марта 1946-го года Военно-воздушные силы США начали активно работать над космической программой. В стране прекрасно понимали, что выведение объектов на орбиту Земли поможет получить немало полезных сведений, а также серьезно повысит авторитет в лице других государств.

В течение нескольких лет ученые на бумаге конструировали различные аппараты, которые в потенциале могут отправиться во внеземное пространство. Параллельно анализировались последствия, к которым может привести старт покорения космоса. Детально расписывались экономическая составляющая, военный потенциал будущего достижения и возможные перспективы. Как только становилось понятно, что аппарат, изображенный на чертеже, не в состоянии выйти на орбиту, сразу начиналась проектировка нового с учетом изъянов.

В 1953-ем году, на конференции по астронавтике, физик Фред Сингер представил наработки шарообразного спутника, у которого имелись реальные шансы отправиться в космос. По словам ученого, США работают над созданием сферического устройства, которое можно запустить над Землей таким образом, что оно будет двигаться по орбите на высоте в 300 км и пересекать оба полюса планеты.

В 1954-ом состоялось заседание ведущих американских ракетных конструкторов, на котором обсуждалась вероятность запуска спутника в ближайшие три года. В тот момент было совершенно ясно, что для этого нужно использовать многоступенчатые ракеты, которые по мере отсоединения предыдущих и срабатывания последующих помогут достигнуть нужной высоты.

Интересный факт: в арсенале США тогда имелись ракеты “Локи” и “Редстоун”, которые и предполагалось использовать для запуска первого спутника.

Итогом заседания стало появление проекта “Орбитер”, в рамках которого прорабатывались детали будущего космического запуска. Событие было запланировано на лето 1957-го года. В 1955-ом году США обнародовали проект, название которого сменилось на “Авангард”. Предполагалось, что данный спутник отправится в небо на ракетах “Викинг” и “Аэроби”. На бумаге устройство представляло собой сложную конструкцию весом в 10 кг. Планировалось оснастить аппарат множеством электроники для сбора сведений.

Однако когда стало известно о космической программе СССР, США существенно упростили конструкцию спутника, лишь бы успеть первыми запустить объект в космос. Так “Авангард-1” сбросил вес в шесть раз, и его масса составила 1,59 кг.

История создания первого искусственного спутника

История создания спутника началась в 1942-ом году. Тогда немецкий конструктор фон Браун закончил моделирование ракет Фау-2. Уже через несколько месяцев произошел первый запуск, а к 1945-му было проведено 3225 испытаний. Стало понятно, что данная ракета может преодолевать большие расстояния.

После Второй мировой фон Браун начал работать на Миноборону США и заниматься разработкой ракет, которые могли бы вывести на орбиту Земли первый спутник. Предполагалось, что в течение пяти лет будет создан аппарат, который поможет достигнуть данной цели. Но в последствии государство отказалось финансировать этот проект.

В 1946-ом году Сталин создал ракетную отрасль СССР, за которую отвечал Сергей Королев. В первой половине 50-х Советский Союз уже разработал ракеты Р-1, Р-2 и Р-3, способные преодолевать большие расстояния и поражать цели на соседних континентах. В 1948-ом году конструктор Тихонравов продемонстрировал ступенчатые ракеты, которые могут взлетать вверх на 1000 км. С их помощью он предлагал доставлять спутники на земную орбиту. Но тогда он не нашел поддержки и был отстранен от деятельности. Однако спустя два года, с осознанием важности полета в космос, СССР вновь привлекли Тихонравова к работе, и его основной деятельностью стала разработка технологий для отправки спутника на орбиту.

Модель

Изобретение ракеты Р-3 и ее возможности ясно дали понять, что с ее помощью можно вывести на орбиту первый спутник. В 1953-ем году конструкторы, работавшие над данным проектом, сумели окончательно убедить государство, что отправка искусственного тела в космос возможна.

В 1954-ом году Тихонравов вместе с коллегами приступил к тщательной проработке космической программы СССР, первый этап которой заключался в запуске спутника на орбиту.

Интересный факт: Тихонравову также поручили спланировать потенциальную высадку человека на Луну, которая должна была состояться после успешных полетов в космос.

В 1955-ом году Хрущев лично прибыл на завод, где была построена ракета Р-7. Результатом его встречи стало подписание указа, в рамках которого конструкторы должны построить устройство, способное выйти на орбиту Земли.

В ноябре 1956-го года началось проектирование первого спутника, а через 10 месяцев построенная модель уже проходила испытания в специальных условиях. На основе экспериментов стало понятно, что аппарат готов к полету.

Устройство спутника

Как уже говорилось выше, корпус спутника состоял из двух полусфер. Их отлили из сплава алюминия и магния, толщина составила 2 мм. В качестве соединителей использовали болты формата М8*2,5. Внутри конструкцию наполнили азотом в газообразном состоянии, создав давление в 1,3 атмосферы. Чтобы избежать проникновения воздуха, в местах соединений разместили резиновую подкладку. Для сохранения постоянства температуры спутника его оснастили внешним экраном толщиной в миллиметр.

Интересный факт: для придания спутнику оптических свойств его поверхность была отполирована и обработана. Именно поэтому корпус блестит. 

Для передачи сигнала в переднюю полусферу аппарата вмонтировали две антенны. Первая была УКВ-типа, вторая – КВ. Наружу у них выходили по два штыря по 2,4 и 2,9 м соответственно. Угол расхождения составлял 70 градусов. В конструкцию антенн встроены пружины, которые помогли им раскрыться и занять нужное положение после отсоединения ракеты.  Задняя полусфера спутника включала в себя механизм для отсоединения от ракеты, используемый при выходе на орбиту.

История запуска

В феврале 1955-го года началось строительство полигона Байконур на территории пустыни Казахстана, где предполагалось осуществить запуск. После нескольких испытаний инженеры поняли, что ракета Р-7 нуждается в переработке головной части, которая не выдерживает тепловых нагрузок, а также требуется максимально облегчить ее. В сентябре 1957-го на полигоне разместилась обновленная версия Р-7, которая была на 7 тонн легче и имела отсек для спутника в головной части.

В начале октября ракету вместе с установленным аппаратом разместили на стартовой позиции. Параллельно с этим проводился международный конгресс астронавтики, в котором принимали участие ученые из 67 стран.

Запуск спутника состоялся 4 октября 1957-го года. О том, что СССР первым вывел на орбиту Земли искусственный объект, сообщил академик Леонид Седов, выступив перед общественностью.

История полета

Запуск состоялся в 22:28:34 по московскому времени. За 4 мин 55 сек ракета достигла нужной высоты и вышла на орбиту. А спустя 20 секунд спутник отделился от конструкции и начал передавать довольно простой сигнал: “Бип!”. Он поступал напрямую на полигон на протяжении двух минут, пока аппарат не ушел по орбите Земли на большое расстояние. В течение двух недель ПС-1 через передатчики транслировал различные сведения, пока они не вышли из строя.

Интересный факт: во время запуска ракеты в одном из двигателей система подачи топлива сработала с задержкой, и он не сразу начал работу. По подсчетам, если бы двигатель включился на секунду позже, Р-7 не смогла бы выйти на орбиту.

На орбите Земли ПС-1 провел 92 дня, совершив 1440 оборотов. Из-за трения атмосферы он постепенно терял скорость и высоту, из-за чего в определенный момент рухнул вниз и сгорел в верхних слоях.

Параметры полёта

Полет ПС-1 можно охарактеризовать следующими параметрами:

• оборотов вокруг Земли – 1440;
• апогей – 947 км;
• Перигей – 228 км;
• время на полный оборот – 96 мин 12 сек;
• наклон орбиты – 65,1 град;
• радиус ПС-1 – 29 см;
• масса – 83,6 кг;
• дата полета – с 04.10.1957 по 04.01.1958.

Значение полета

Основной целью полета спутника можно считать поднятие престижа СССР на мировой арене. Запуск первого объекта в космос произвел настоящий фурор, особенно на фоне США, которые также планировали отправку собственного аппарата. Только пока американцы публично заявляли о своих планах, Советский Союз без лишних слов их осуществил. Пресса многих стран писали об этом статьи в стиле “одни говорят, а другие делают”.

Запуск спутника положил начало космической деятельности людей и начал настоящую гонку между США и СССР. В качестве ответа Штаты тоже запустили на орбиту собственный аппарат “Эксплорер-1”. Спутник вышел на орбиту 1-го февраля 1958-го и уже не представлял такого интереса, как ПС-1.

Звуки спутника

Чтобы любой желающий мог убедиться в работе спутника, конструкторы настроили его на непрерывную отправку сигналов. За эту процедуру отвечало электромеханическое реле, отправляющее поочередные сигналы на частотах 20 и 40 МГц длительностью в 0,3-0,4 секунды. Перерывы между ними равнялись такому же значению. Длина сигнала напрямую зависела от датчиков давления и температуры, замеряющих эти параметры внутри конструкции. Благодаря неизменности периодов передачи ученые могли убедиться, что ПС-1 работает исправно, внутри сохраняется герметичность. В течение двух с половиной недель устройство отправило несколько миллионов сигналов, представляющих собой простое “бип”.

Не просто так для работы были выбраны частоты 20 и 40 МГц. На них способны настраиваться большинство приемников того времени. Благодаря этому любой желающий мог поймать сигнал спутника.

Практически сразу после выхода на орбиту начала расти частота коммутации. Уже через несколько дней она была на 40% выше ожидаемой. Ученые до сих пор не могут установить точную причину роста.

Научные результаты полета первого искусственного спутника

Запуск ПС-1 можно считать успешным, поскольку ученые смогли выполнить поставленные задачи. К научным результатам полета можно отнести:

• получение данных тестирования полета первого спутника;
• появление возможности изучения ионосферы, которая отражает сигналы, посылаемые с поверхности Земли;
• трение спутника об атмосферу и постепенное снижение скорости помогли рассчитать плотность верхних слоев атмосферы;
• постепенный выход ПС-1 из строя помог сделать последующие аппараты менее восприимчивыми к внешнему воздействию космоса.

Пока спутник находился на орбите, ученые вели непрерывное отслеживание его позиции и совершали всевозможные расчеты. Причем активная деятельность по сбору информации велась не только на территории СССР. Например, ученые из университета Швеции смогли существенно продвинуться в изучении структуры ионосферы благодаря наблюдению поведения спутника. Поскольку Советский Союз специально использовал передачу сигналов на доступных частотах, ученые со всего мира могли вести совместную деятельность и проводить эксперименты.

Реакция на запуск

Запуск спутника произвел большой фурор во всем мире. Причем если в большинстве стран реакция была положительной, поскольку все понимали открывающиеся возможности, в США это событие вызвало исключительно негатив. В 50-е годы Штаты были твердо уверены, что они лидируют в космическом вопросе, особенно после освоения чертежей Третьего Рейха, содержащих данные о передовых баллистических ракетах.

Но когда СССР отправил спутник первым, это стало настоящим шоком для США, ведь они считали себя хозяевами космоса. Также они были уверены, что они первыми начнут покорять его.

Интересный факт: на первом же совещании Пентагона после запуска ПС-1 некоторые американские военные предлагали отправить в космос тонны мусора, чтобы закрыть атмосферу Земли и сделать дальнейшие полеты невозможными.

Но нужно отметить, что выход СССР вперед в этой гонке придал США огромный стимул. Лучшие американские конструкторы приступили к проработке будущей космической программе. Благодаря этому Штаты не только наверстали достижения Советского Союза, но и высадились на Луне. Возможно, если бы они первыми запустили спутник, то это убавило их пыл, и тогда “маленький шаг для человека и гигантский скачок для человечества” никогда бы не состоялся.

Отзывы из зарубежной прессы

О запуске спутника писала пресса во всем мире. Ученый Бениамино Сегре публично выразил восхищение прорывом СССР, поскольку видел в этом новые перспективы и возможности. Газета New York Times писала, что приступить к освоению космоса могла только страна, обладающая передовыми технологиями.

Конструктор Герман Оберт из Германии выразил свое почтение советским ученым. По его мнению, отправить объект на орбиту могли только лучшие умы, которые несомненно были в СССР. Жолио-Кюри, являющийся лауреатом Нобелевской премии, утверждал, что теперь человек больше не привязан к Земле.

На протяжении долгого времени мировая пресса не переставала писать о данном событии и восхвалять достижение СССР.

Интересное видео о первом спутнике

Несколько высказываний великих людей.

Рэй Брэдбери:

"В ту ночь, когда Спутник впервые прочертил небо, я гостил у друга в Калифорнии, в городке Пальм Дезерт. 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, на Луне и, в конце концов, на Марсе. 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 предназначено стать
бессмертным, и тот огонек в небе надо мной был первым бликом бессмертия.

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

И на десерт, Стивен Кинг :

"Впервые я пережил ужас – подлинный ужас, а не встречу с демонами или призраками, живущими в моем воображении, – в один октябрьский день 1957 года. Мне только что исполнилось десять. И, как полагается, я находился в кинотеатре – в театре "Стратфорд" в центре города Стратфорд, штат Коннектикут.
...
И вот как раз в тот момент, когда в последней части фильма пришельцы готовятся к атаке на Капитолий, лента остановилась. Экран погас. Кинотеатр был битком набит детьми, но, как ни странно, все вели себя тихо. Если вы обратитесь к дням своей молодости, то вспомните, что толпа детишек умеет множеством способов выразить свое раздражение, если фильм прерывается или начинается с опозданием: ритмичное хлопанье; великий клич детского племени "Мы хотим кино! Мы хотим кино! Мы хотим кино!"; коробки от конфет, летящие в экран; трубы из пачек от попкорна, да мало ли еще что. Если у кого–то с четвертого июля сохранилась в кармане хлопушка, он непременно вынет ее, покажет приятелям, чтобы те одобрили и восхитились, а потом зажжет и швырнет к потолку.

Но в тот октябрьский день ничего похожего не произошло. И пленка не порвалась – просто выключили проектор. А дальше случилось нечто неслыханное: в зале зажгли свет. Мы сидели, оглядываясь и мигая от яркого света, как кроты.

На сцену вышел управляющий и поднял руку, прося тишины, – совершенно излишний жест. Я вспомнил этот момент шесть лет спустя, в 1963 году, в ноябрьскую пятницу, когда парень, который вез нас домой из школы, сказал, что в Далласе застрелили президента.
...
Мы сидели на стульях, как манекены, и смотрели на управляющего. Вид у него был встревоженный и болезненный – а может, это было виновато освещение. Мы гадали, что за катастрофа заставила его остановить фильм в самый напряженный момент, но тут управляющий заговорил, и дрожь в его голосе еще больше смутила нас.

– Я хочу сообщить вам, – начал он, – что русские вывели на орбиту вокруг Земли космический сателлит. Они назвали его... "спутник".

Сообщение было встречено абсолютным, гробовым молчанием. Полный кинотеатр детишек с ежиками и хвостиками, в джинсах и юбках, с кольцами Капитана Полночь, детишек, которые только что узнали Чака Берри и Литтла Ричардса и слушали по вечерам нью–йоркские радиостанции с таким замиранием сердца, словно это были сигналы с другой планеты. Мы выросли на Капитане Видео и "Терри и пиратах". Мы любовались в комиксах, как герой Кейси разбрасывает, как кегли, целую кучу азиатов. Мы видели, как Ричард Карлсон в "Я вел тройную жизнь" (I Led Three Lives) тысячами ловит грязных коммунистических шпионов. Мы заплатили по четверть доллара за право увидеть Хью Марлоу в "Земле против летающих тарелок" и в качестве бесплатного приложения получили эту убийственную новость.

Помню очень отчетливо: страшное мертвое молчание кинозала вдруг было нарушено одиноким выкриком; не знаю, был это мальчик или девочка, голос был полон слёз и испуганной злости: "Давай показывай кино, врун!"

Управляющий даже не посмотрел в ту сторону, откуда донесся голос, и почему–то это было хуже всего. Это было доказательство. Русские опередили нас в космосе. Где–то над нашими головами, триумфально попискивая, несется электронный мяч, сконструированный и запущенный за железным занавесом. Ни Капитан Полночь, ни Ричард Карлсон (который играл в "Звездных всадниках" (Riders to the Stars), боже, какая горькая ирония) не смогли его остановить. Он летел там, вверху.., и они назвали его "спутником". Управляющий еще немного постоял, глядя на нас; казалось, он ищет, что бы еще добавить, но не находит. Потом он ушел, и вскоре фильм возобновился" - из книги "Пляска смерти".

PS И, всё-таки, ещё одна цитата. Выдающийся учёный-физик Фредерик Жолио-Кюри:
"Это великая победа человека, которая является поворотным пунктом в истории цивилизации. Человек больше не прикован к своей планете...".