Мы давно привыкли, что живем в эпоху освоения космоса. Однако, наблюдая сегодня за огромными многоразовыми ракетами и космическими орбитальными станциями многие не осознают, что первый запуск космического аппарата состоялся не так давно – всего 60 лет назад.
Кто запустил первый искусственный спутник Земли? – СССР. Этот вопрос имеет большое значение, так как это событие дало начало так называемой космической гонке между двумя сверхдержавами: США и СССР.
Как назывался первый в мире искусственный спутник Земли? – так как подобные аппараты ранее не существовали, советские ученые посчитали, что название «Спутник-1» вполне подходит для данного аппарата. Кодовое обозначение аппарата – ПС-1, что расшифруется как «Простейший Спутник-1».
Внешне спутник имел довольно незамысловатый вид и представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см к которой были прикреплены крест-накрест две изогнутые антенны, позволяющие устройству равномерно и во всех направлениях распространять радиоизлучение. Внутри сферы, сделанной из двух полусфер, скрепленных 36 болтами, располагались 50-киллограмовые серебряно-цинковые аккумуляторы, радиопередатчик, вентилятор, термостат, датчики давления и температуры. Общая масса устройства составила 83,6 кг. Примечательно, что радиопередатчик вещал в диапазоне 20 МГц и 40 МГц, то есть следить за ним могли и обычные радиолюбители.
История создания
История первого космического спутника и космических полетов в целом начинается с первой баллистической ракеты – Фау-2 (Vergeltungswaffe-2). Ракета была разработана известным немецким конструктором — Вернером фон Брауном в конце Второй мировой войны. Первый тестовый запуск прошел в 1942-м году, а боевой – 1944-м., всего было выполнено 3225 запусков в основном по территории Великобритании. После войны Вернер фон Браун сдался армии США, в связи с чем возглавил Службу проектирования и разработки вооружения в США. Еще в 1946-м году немецкий ученый представил Минобороны США доклад «Предварительная конструкция экспериментального космического корабля, вращающегося вокруг Земли», где отметил, что в течение пяти лет может быть разработана ракета, способная вывести на орбиту подобный корабль. Однако финансирование проекта не было одобрено.
13-го мая 1946-го года Иосиф Сталин принял постановление о создании ракетной отрасли в СССР. Главным конструктором баллистических ракет был назначен Сергей Королев. Следующие 10 лет учеными были разработаны межконтинентальные баллистические ракеты Р-1, Р2, Р-3 и др.
В 1948-м году ракетный конструктор Михаил Тихонравов провел доклад для научных кругов о составных ракетах и результатах расчетов, согласно которым разрабатываемые 1000-киллометровые ракеты могут достигать больших расстояний и даже вывести на орбиту искусственный спутник Земли. Однако, подобное заявление подверглось критике и не было воспринято всерьез. Отдел Тихонравова в НИИ-4 был расформирован в связи с неактуальными работами, однако позже усилиями Михаила Клавдиевича вновь собран в 1950-м году. Тогда Михаил Тихонравов уже прямо заговорил о миссии по выводу спутника на орбиту.
Модель спутника
После создания баллистической ракеты Р-3 на презентации были представлены ее возможности, согласно которым ракета была способна не только поражать цели на расстоянии 3000 км, но и вывести спутник на орбиту. Так к 1953-му году ученым все же удалось убедить высшее руководство в том, что вывод орбитального спутника возможен. А у руководителей вооруженных сил возникло понимание перспективности разработки и запуска искусственного спутника Земли (ИСЗ). По этой причине в 1954-м году было принято постановление о создании отдельной группы в НИИ-4 с Михаилом Клавдиевичем, которая занималась бы проектированием спутника и планированием миссии. В том же году группа Тихонравова представила программу освоения космоса, от запуска ИСЗ, до высадки на Луну.
В 1955-м году делегация политбюро во главе Н. С. Хрущевым посетила Ленинградский металлический завод, где было окончено строительство двухступенчатой ракеты Р-7. Впечатление делегации вылилось в подписание постановления о создании и выводе на земную орбиту спутника в ближайшие два года. Проектирование ИСЗ началось в ноябре 1956-го года, а в сентябре 1957-го года «Простейший Спутник-1» успешно прошел испытания на вибростенде и в термокамере.
Однозначно на вопрос «кто изобрел Спутник-1?» — ответить нельзя. Разработка первого спутника Земли происходила под руководством Михаила Тихонравова, а создание ракеты-носителя и вывод спутника на орбиту – под началом Сергея Королева. Однако над обоими проектами трудилось немалое число ученых и научных сотрудников.
История запуска
В феврале 1955-го года высшее руководство утвердило создание Научно-исследовательского испытательного полигона №5 (позже Байконур), который должен был располагаться в Казахстанской пустыне. На полигоне проводились испытания первых баллистических ракет типа Р-7, но по результатам пяти опытных запусков стало ясно, что массивная головная часть баллистической ракеты не выдерживает температурной нагрузки и требует доработки, что займет около полугода. По этой причине С. П. Королев запросил от Н. С. Хрущева две ракеты для экспериментального запуска ПС-1. В конце сентября 1957-го года на Байконур прибыла ракета Р-7 с облегченной головой частью и переходом под спутник. Была снята лишняя аппаратура, в результате чего масса ракеты была уменьшена на 7 тонн.
2-го октября С. П. Королев подписал приказ о летных испытаниях спутника и направил уведомление о готовности в Москву. И хотя от Москвы не пришло никаких ответов, Сергей Королев решил произвести вывод ракеты-носителя «Спутник» (Р-7) с ПС-1 на стартовую позицию.
Причина, по которой руководство потребовало вывод спутника на орбиту именно в этот период заключается в том, что с 1 июля 1957 по 31 декабря 1958 проводился так называемый Международный геофизический год. Согласно нему, в указанный период 67 стран совместно и по единой программе проводили геофизические исследования и наблюдения.
Дата запуска первого искусственного спутника — 4 октября 1957-й год. Кроме того, в тот же день проходило открытие VIII международного конгресса астронавтики в Испании, Барселона. Руководители космической программы СССР не раскрывались общественности по причине секретности проводимой работы, о сенсационном запуске спутника конгрессу сообщил академик Леонид Иванович Седов. Поэтому именно советского физика и математика Седова мировая общественность долго считала «отцом Спутника».
История полета
В 22:28:34 по московскому времени произошел запуск ракеты со спутником с первой площадки НИИП № 5 (Байконур). Спустя 295 секунд центральный блок ракеты и спутник были выведены на эллиптическую орбиту Земли (апогей – 947 км, перигей – 288 км). Еще через 20 секунд ПС-1 отделился от ракеты и подал сигнал. Это были повторяющиеся сигналы «Бип! Бип!», которые ловили на полигоне 2 минуты, до тех пор, пока «Спутник-1» не скрылся за горизонтом. На первом витке аппарата вокруг Земли Телеграфное агентство Советского Союза (ТАСС) передало сообщение об успешном запуске первого в мире ИСЗ.
После приема сигналов ПС-1 начали поступать подробные данные об аппарате, который, как оказалось, был близок к тому, чтобы не достичь первой космической скорости и не выйти на орбиту. Причиной этому послужил непредвиденный отказ системы управления подачи топлива, из-за чего один из двигателей запаздывал. От неудачи отделяли доли секунды.
Однако, ПС-1 все же успешно достиг эллиптической орбиты, по которой двигался в течение 92-х дней, при этом выполнил 1440 оборотов вокруг планеты. Радиопередатчики аппарата работали на протяжении первых двух недель. Что стало причиной гибели первого спутника Земли? — Потеряв скорость о трение атмосферы, «Спутник-1» начал снижаться и полностью сгорел в плотных слоях атмосферы. Примечательно, что многие могли наблюдать некий блестящий объект, движущийся по небу в тот период. Но без специальной оптики блестящий корпус спутника нельзя было заметить, и на самом деле этим объектом была вторая ступень ракеты, которая также вращалась на орбите, вместе со спутником.
Значение полета
Первый запуск искусственного спутника Земли в СССР произвел небывалый подъем гордости за свою страну и сильный удар по престижу США. Отрывок из публикации «Юнайтед пресс»: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…». И несмотря на ошибочные представления о технической отсталости СССР, первым спутником Земли стал именно советский аппарат, к тому же его сигнал мог отслеживаться любым радиолюбителем. Полет первого спутника Земли ознаменовал начало космической эры и запустил космическую гонку между Советским Союзом и США.
Спустя всего 4 месяца, 1-го февраля 1958-го года США запустили свой спутник «Эксплорер-1», который был собран командой ученого Вернера фон Брауна. И хотя он был в несколько раз легче ПС-1 и содержал 4,5 кг научной аппаратуры, он все же был вторым и уже не так повлиял на общественность.
Научные результаты полёта ПС-1
Запуск данного ПС-1 преследовал несколько целей:
- Тестирование технической способности аппарата, а также проверка расчетов, принятых для успешного запуска спутника;
- Исследование ионосферы. До запуска космического аппарата радиоволны, посланные с Земли, отражались от ионосферы, исключая возможность ее изучения. Теперь же ученые смогли начать исследование ионосферы посредством взаимодействия радиоволн, излучаемых спутником из космоса и идущих через атмосферу к поверхности Земли.
- Расчет плотности верхних слоев атмосферы при помощи наблюдения за темпом замедления аппарата вследствие трения об атмосферу;
- Исследование влияния космического пространства на аппаратуру, а также определения благоприятных условий для работы аппаратуры в космосе.
Слушать звук Первого спутника
И хотя на спутнике не было никакой научной аппаратуры, слежение за его радиосигналом и анализ его характера давал много полезных результатов. Так группа ученых из Швеции проводила измерения электронного состава ионосферы, опираясь на эффект Фарадея, гласящий об изменении поляризации света при прохождении его через магнитное поле. Также группа советских ученых из МГУ разработала методику наблюдения за спутником с точным определением его координат. Наблюдение за данной эллиптической орбитой и характером ее поведения позволили определить плотность атмосферы в области орбитальных высот. Неожиданно повышенная плотность атмосферы в указанных областях подтолкнула ученых к созданию теории торможения спутников, что внесло свою лепту в развитие космонавтики.
Видео о первом спутнике.
Вечером в субботу 4 октября 1957 года радиолюбители всего мира услышали на частоте 20 МГц частые периодические сигналы: бип-бип-бип... Кто их передавал, было неизвестно. Но уже на следующее утро мир облетело сообщение: впервые в космос запущен спутник. Подумайте только, это было всего 50 лет (а может быть, целых 50 лет) назад!
Спутник (кстати, это слово с тех самых пор не требует перевода, тот спутник почти на всех языках так и называется «СПУТНИК») запустили в нашей стране раньше всех. С этого дня планета Земля живёт в космической эре.
Узнав о запуске, миллионы людей на всем земном шаре вооружились кто биноклем, кто подзорной трубой и стали вглядываться в ночное небо, стараясь увидеть там маленькую движущуюся точку. А ведь он был совсем небольшим — всего в два раза крупнее обычного футбольного мяча — 58 сантиметров в диаметре и по форме был именно мячиком, только сделанным из отполированного до зеркального блеска алюминия. Да, первый спутник Земли был очень простым — алюминиевый шар с четырьмя «усами»-антеннами. Потом спутники стали делать более сложной формы, большего размера и куда более тяжёлыми, первый же был настоящим малышом. Между прочим, и оборудования в нем почти не было — всего несколько легких исследовательских приборов и две коротковолновые радиостанции. Три недели эти радиостанции передавали в эфир короткие частые сигналы. Их можно было услышать при помощи самого обычного домашнего радиоприемника.
Чтобы приборы внутри спутника-шарика не испортились, нужно, чтобы там совсем не было кислорода и воды (даже самого незначительного количества пара). Для этого ещё на Земле перед запуском корпус заполнили газом азотом, который не вступает в химические реакции практически ни с чем. А кроме того, у азота очень низкая теплопроводность, и он, как хорошая шуба, защищал приборы в спутнике от перегрева и охлаждения. Вы спросите, откуда в космосе перегрев, там же температура, близкая к абсолютному нулю (а это -273 градуса Цельсия)? Но вспомните, спутник летает вокруг Земли, и часть его орбиты (кстати, меньшая часть) проходит в тени, когда Солнце закрыто нашей планетой, а все остальное время он освещён. Атмосферы на орбите спутника нет — он ведь летал на высоте от 230 до 950 км, — солнечные лучи не ослабляются ничем и жгут поверхность немилосердно. Вот здесь и пригодилась низкая теплопроводность азота. А ещё пригодилось то, что снаружи шарик был отполирован. Солнечное излучение просто отражалось от него, и приборы внутри корпуса не перегревались.
Как же спутник доставили на орбиту? Сейчас каждый школьник знает, что в космос летают на специальных больших ракетах. 50 лет назад об этом знали лишь немногие. На картинках в то время часто рисовали ракеты совсем маленькими, размером с человека. На самом деле для того, чтобы запустить первый спутник, в нашей стране сделали ракету, которая весила 280 тонн. Только топлива в неё залили 250 тонн — это четыре полные железнодорожные цистерны и еще два больших бензовоза. Ракета называлась Р-7. Её конструктором был один из самых лучших инженеров ХХ века Сергей Павлович Королёв. Конечно, он делал ракету не один, двигатели для неё сконструировали инженеры, которыми руководил Валентин Петрович Глушко, стартовый комплекс (это то место, откуда ракета улетает) разработали в конструкторском бюро Владимира Павловича Бармина.
Зачем нужна такая большая ракета? Чтобы спутник мог летать вокруг Земли и не падал на неё (ну хотя бы месяца два-три), его нужно разогнать до очень большой скорости — 8 километров в секунду (с такой скоростью от Москвы до Санкт-Петербурга можно долететь чуть больше чем за полторы минуты). Эта скорость называется первой космической. Вы спросите, если есть первая, то, наверное, должна быть и вторая и третья? Действительно, есть и такие. Строго говоря, первой космической скоростью (КС) называется скорость, которую необходимо придать предмету, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы поместить его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты. Иными словами, первая космическая скорость — это скорость, с которой надо бросить камень в горизонтальном направлении, чтобы он больше не упал на Землю. При второй КС — это уже 11 км/с — спутник может преодолеть притяжение Земли, стать спутником Солнца и летать вокруг нашей звезды, наподобие обычной планеты. А чтобы улететь к другим звёздам, посланца Земли придётся разогнать до третьей КС, она составляет примерно 17 км/с.
Но что произошло с первым спутником? Он летает до сих пор? Нет, он продержался на орбите три месяца. В космосе хотя и почти полный вакуум, и сопротивление движению очень мало, но всё же с каждым витком вокруг Земли спутник замедлял движение и потихонечку снижался. В какой-то момент он вошел в верхние слои атмосферы. От трения о воздух поверхность его так раскалилась (до нескольких тысяч градусов), что он просто сгорел без остатка.
Итак, всего полвека назад люди с трудом могли себе представить, что в космос можно что-то запустить. А сейчас уже по многу месяцев люди работают на космических станциях, космические роботы (или, как их правильнее называют, автоматические исследовательские аппараты) садятся на Луну и Марс, исследуют астероиды. Да и представить себе современную жизнь без спутников невозможно. Если сейчас отключить все спутники, будет невозможно поговорить по мобильному телефону, посмотреть телевизор, побродить по просторам Интернета, сделать точную географическую карту, составить прогноз погоды. И совершить много-много других дел, в которых спутникам отведена теперь главная роль.
Кандидат технических наук Д. ЗЫКОВ.
http://www.nkj.ru/archive/articles/12091/
В среду, 4 октября, мы отмечаем 60-тилетие со дня запуска первого искусственного спутника Земли. Блестящий металлический шар с антеннами, напоминающий комету или «падающую звезду», навеки стал узнаваемым символом нового этапа в истории человечества - эпохи космонавтики. Сотни радиолюбителей по всему миру смогли услышать легендарный звук приветствия «бип-бип-бип» с орбиты нашей планеты. О том, как разворачивалась подготовка к историческому запуску, читайте в нашем материале.
«Все это фантастика!»
Как ни странно, история первого спутника Земли - это история вовсе не о космосе и романтичных мечтах об исследовании Луны, а о напряженной работе и развитии ракетостроения. Начинается она с Константина Циолковского, основоположника теоретической космонавтики. В своих статьях «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903 год), «Реактивный прибор как средство полета в пустоте и атмосфере» (1910 год) и других работах он разработал основы теории реактивного движения, а также предвосхитил появление ракет на жидком топливе, искусственных спутников Земли и даже создание обитаемых орбитальных станций. Несомненно, труды Циолковского увлекли многие умы, в том числе и великого математика и инженера Михаила Тихонравова, который и стал одним из отцов Простейшего Спутника-1 (ПС-1).
Тихонравов, пришедший на работу в оборонный научно-исследовательский институт в середине сороковых годов, решил рассчитать, какие мощности потребуются для выведения на орбиту искусственного спутника Земли. К тому моменту в нашей стране уже была построена и успешно запущена первая жидкостная ракета, а немцы создали «Фау-2, к которой после войны получил доступ Сергей Королёв, - баллистическую ракету дальнего действия, первый объект, который совершил суборбитальный космический полет. Однако все эти ракеты были одноступенчатыми, а Тихонравов, хорошо знакомый с работами Циолковского, знал, что для выведения спутника на орбиту необходим многоступенчатый летательный аппарат. Математик начал рассчитывать, насколько была реальна идея получения первой космической скорости, необходимой спутнику, на том уровне развития ракетной техники. Он рассматривал различные варианты соединения ступеней и в итоге, вместе со своими учениками, пришел к выводу, что создание жидкостной баллистической ракеты, способной разогнать груз до первой космической скорости, возможно. По мнению математика, летательный аппарат мог послужить сразу двум целям - в первую очередь, повысить обороноспособность страны, а в будущем обеспечить возможность создания искусственного спутника Земли и вывести человека в космос.
Однако послевоенная обстановка не способствовала научным прорывам, поэтому первый доклад Тихонравова «Пути осуществления больших дальностей стрельбы» летом 1948 года не встретил большой поддержки. Когда в марте 1950 года математик выступил с докладом о выведении искусственного спутника на орбиту Земли, публика и вовсе отреагировала достаточно жестко. Анатолий Брыков, один из создателей «Спутника-1», вспоминал:
«Председатель начал успокаивать присутствующих. Когда ему это в некоторой степени удалось, докладчик стал рассказывать о тех задачах, которые могут быть решены с использованием спутника, о возможностях полета человека в космос. Но это уже было слишком! Зал зашумел так, что докладчика практически уже не было слышно. Особенно были недовольны тем, что предполагалось запустить в космос человека. «А кто его оттуда будет спускать?» «Лучше запустить обезьяну». «А чем он там будет питаться?». «Кто будет отвечать за гибель людей?».
В драматическом пересказе Брыкова председатель комиссии П.П. Чечулин, после того как все утихомирились, взял слово и резюмировал услышанное так:
«Тихонравов призывал нас развертывать исследования по созданию спутника, - он сразу начал с наиболее острого момента, - утверждая, что спутник необходим, привел перечень вопросов, которые можно решить с помощью спутника. Я внимательно слушал эту часть выступления. - Он сделал паузу. Слушатели затихли, как будто ожидая вынесения приговора. Оратор посмотрел на сидящих в президиуме, обвел взглядом аудиторию, нашел среди сидевших в зале Тихонравова и, обращаясь к нему, произнес: - Думаю, что все это фантастика! Никому не нужная затея! - Эти слова были встречены аплодисментами. - Считаю нецелесообразным тратить время не только на такие исследования, но даже на их обсуждение».
Наперегонки с Америкой
После этого Тихонравова отстранили от занимаемой должности руководителя исследовательской группы в НИИ-4, сделали консультантом, однако он все равно продолжил работать над проектом вместе со своей талантливой группой, правда уже в свободное от главных задач время. Кроме того, еще во время первого доклада на идеи Тихонравова обратил внимание Королев.
На руку группе Тихонравова сыграла напряженная обстановка в мире. Во время холодной войны, которая началась в середине 1940-х годов, главной задачей СССР было обезопасить себя от угрозы ядерной атаки со стороны США. Для этого необходимо было создать межконтинентальную баллистическую ракету с дальностью полета 8–10 тысяч километров. Тогда наработки Тихонравова по созданию многоступенчатых жидкостных баллистических ракет дальнего действия пришлись очень кстати.
В 1951 году были завершены все теоретические исследования по обоснованию возможности создания межконтинентальной баллистической составной ракеты. Кроме того, исследовательская группа разработала варианты составного ракетного пакета - позже именно такая пакетная ракета и выведет на орбиту первый спутник Земли. Отчет занимал три тома и был предоставлен Сергею Королеву, который стал руководителем легендарной исследовательской группы.
Внешний вид спутника ПС-1
Дальше события развивались быстро. 13 февраля 1953 года вышло первое постановление о начале разработки двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты с дальностью 7–8 тысяч километров. Уже в мае была выбрана основная схема ракеты, а в 1954 году Королев, после выхода постановления о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7, пишет послание министрам:
«Проводящаяся в настоящее время разработка нового изделия с конечной скоростью около 7000 метров в секунду позволяет говорить о возможности создания в ближайшие годы искусственного спутника Земли. Путем некоторого уменьшения веса полезного груза можно будет достичь необходимой для спутника конечной скорости 8000 м/с».
Перед исследователями стояло много вопросов, в том числе и о том, должен ли быть спутник пилотируемым или автоматическим. Тихонравов решил сделать его беспилотным, а также представил интересный план будущего освоения космоса. Он предлагал сначала запустить серию простых автоматических спутников для научных экспериментов и отработки ракеты-носителя с обслуживающими системами. Одновременно должны были проводиться специальные пилотируемые пуски ракет для освоения человеком техники полета на ракетах и отработки методов безопасности спуска. На следующем этапе должен был быть запущен спутник одним или двумя пилотами, рассчитанный на длительное пребывание на орбите. Чуть позже предусматривалось создание орбитальной станции с лабораториями для научных исследований – не правда ли, напоминает МКС? На финальном этапе плана человек должен был долететь до Луны и либо высадиться на ее поверхность, либо облететь ее и приземлиться на поверхность Земли.
16 июля Тихонравов передал Королеву записку, в которой указал, что спутник может весить от 10 до 14 центнеров, а спустя две недели после этого президент США Дуайт Эйзенхауэр обнародовал в Белом доме специальное коммюнике. Оно гласило, что страна ведет подготовку к запуску искусственного спутника Земли. Несмотря на то, что американцы впервые заявили о подобном проекте еще в 1946 году, это все равно стало сенсацией и подстегнуло исследовательскую группу Королева работать еще быстрее.
«Потому что не круглый!»
Сроком запуска спутника было определено лето 1957 года. На орбиту его должна была вывести та самая «семерка» - Р-7. За два года инженерам предстояло разработать и изготовить спутник, а также решить все проблемы с оборудованием. В ноябре 1956 года началось проектирование простейшего спутника. Как ни странно, аппарат в итоге получился действительно простым: он был изготовлен из алюминиевых сплавов и получил форму шара диаметром 58 сантиметров и весом 83,6 килограмма. Внутри корпуса размещались серебряно-цинковые аккумуляторы, радиопередатчики, система терморегулирования и датчики. Снаружи располагались две антенны с двумя плечами каждая. Интересно, что на форме шара настоял Королев. Как вспоминал его заместитель Евгений Рязанов, все варианты первых эскизов спутника конструктору не нравились. Когда Рязанов спросил почему, Королев ему ответил: «Потому что не круглый!» Кроме того, конструктор настоял на том, чтобы шар спутника отполировали, опасаясь, что он перегреется под солнечными лучами.
Монтаж спутника, 1957 год
На искусственные спутники Земли к тому времени уже возлагали большие надежды. Согласно статье, которая вышла в «Комсомольской правде» под псевдонимами В. Петров и Г. Русецкий за пару месяцев до начала проектирования устройства, первые аппараты должны были помочь решить множество научных задач. Во-первых, это исследование свойств атмосферы, и в частности, тогда еще мало изученной ионосферы. Во-вторых, спутники предполагалось использовать для анализа плотности воздуха и распределения массы Земли. Кроме того, устройства должны были помочь оценить опасность «космического песка» - остатков метеоритов на орбите - и изучить мягкие рентгеновские лучи. Конечно, для большинства этих задач нужны были более продвинутые устройства, чем ПС-1. Тем не менее, аппарат, излучавший радиоволны на частоте 20,005 и 40,002 мегагерца в виде телеграфных посылок длительностью 0,3 секунды, позволил ученым исследовать верхние слои ионосферы.
Кстати, диапазоны радиочастот были специально выбраны так, чтобы сигнал спутника могли принимать радиолюбители без модернизации аппаратуры. Это позволило услышать знаменитый звук «бип-бип-бип» энтузиастам по всей планете. Как вспоминал Вячеслав Лаппо, конструктор радиопередатчика ПС-1, давление и температура внутри спутника контролировались с помощью изменения длины радиопосылки. «Понимаете, если что случится, перед смертью он будет пищать по-другому», - сказал Лаппо Королеву, который зашел к нему ночью в лабораторию и попросил дать послушать сигналы спутника. Тот, в свою очередь, робко спросил радиоинженера: «А нельзя сделать, чтобы он какое-нибудь слово пищал?»
Летные испытания выводящей ракеты Р-7 прошли летом 1957 года, а испытания спутника на вибростенде и в термокамере завершились к сентябрю. Приказ о летных испытаниях ПС был подписан на полигоне «Тюра-Там», будущем космодроме «Байконур», 2 октября. Космонавт Георгий Гречко вспоминает, что срок пуска ПС-1 был сдвинут на два дня раньше. Причиной этого стала информация о том, что 6 октября на совещании в Вашингтоне был намечен доклад американских исследователей «Спутник над планетой». Королев не знал, будет ли это очередное выступление или же США готовят сенсацию. В связи с этим днем старта было выбрано 4 октября 1957 года.
«Ключ на старт!»
Запуск состоялся 4 октября 1957 года в 22:28 по московскому времени. Старший техник Анатолий Корнев и лейтенант Борис Чекунов, сидевшие за командным пультом, повернули ключ по команде «Ключ на старт!» и нажали легендарную кнопку «Пуск». Один из стартовиков потом вспоминал: «В этот момент наблюдавшим показалось, что ракета сгорит сейчас на пусковом устройстве, так и не поднявшись». Однако запуск прошел штатно, и после второго витка ПС-1 вокруг планеты в Москву доложили, что спутник успешно вышел на околоземную орбиту. Второго витка решили дождаться из-за показаний телеметрии: спутник очень слабо, но все же терял высоту, и исследователи решили перестраховаться. Позже выяснилось, что от неудачи СССР отделяла лишь секунда: перед стартом двигатель в одном из блоков запаздывал, а время выхода на режим было задано жестко и при его превышении старт автоматически отменился бы. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени.
Полет «Спутника-1» завершился 4 января 1958 года, после 92 дней пребывания на орбите. Он совершил 1440 оборотов вокруг Земли, а его сигнал можно было слышать в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы ПС-1 потерял скорость, вошел в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.
Несмотря на недолгий по сегодняшним меркам полет, советский
спутник стал началом новой эпохи. Он дал старт освоению космоса и
стремительному завоеванию человеком околоземного пространства. Впоследствии в честь блестящего серебристого
шара была названа равнина на Плутоне, а Рэй Брэдбери написал: «В ту ночь, когда
"Спутник" впервые прочертил небо, я гостил у друга в Калифорнии, в
городке Пальм Дезерт. Я глядел вверх и думал о предопределенности будущего.
Ведь тот маленький огонек, 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 займем надлежащее место в небе, на
Луне и, в конце концов, на Марсе. Тот огонек в небе сделал человечество
бессмертным. Земля все равно не могла бы оставаться нашим пристанищем вечно,
потому что однажды ее может ожидать смерть от холода или перегрева.
Человечеству было предназначено стать бессмертным, и тот огонек в небе надо мной
был первым бликом бессмертия».
Мы давно привыкли, что живем в эпоху освоения космоса. Однако, наблюдая сегодня за огромными многоразовыми ракетами и космическими орбитальными станциями многие не осознают, что первый запуск космического аппарата состоялся не так давно - всего 60 лет назад.
Общие сведения
Кто запустил первый искусственный спутник Земли? - СССР. Этот вопрос имеет большое значение, так как это событие дало начало так называемой космической гонке между двумя сверхдержавами: США и СССР.
Как назывался первый в мире искусственный спутник Земли? - так как подобные аппараты ранее не существовали, советские ученые посчитали, что название «Спутник-1» вполне подходит для данного аппарата. Кодовое обозначение аппарата - ПС-1, что расшифруется как «Простейший Спутник-1».
Внешне спутник имел довольно незамысловатый вид и представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см к которой были прикреплены крест-накрест две изогнутые антенны, позволяющие устройству равномерно и во всех направлениях распространять радиоизлучение. Внутри сферы, сделанной из двух полусфер, скрепленных 36 болтами, располагались 50-киллограмовые серебряно-цинковые аккумуляторы, радиопередатчик, вентилятор, термостат, датчики давления и температуры. Общая масса устройства составила 83,6 кг. Примечательно, что радиопередатчик вещал в диапазоне 20 МГц и 40 МГц, то есть следить за ним могли и обычные радиолюбители.
История создания
История первого космического спутника и космических полетов в целом начинается с первой баллистической ракеты - Фау-2 (Vergeltungswaffe-2). Ракета была разработана известным немецким конструктором — Вернером фон Брауном в конце Второй мировой войны.
Первый тестовый запуск прошел в 1942-м году, а боевой - 1944-м., всего было выполнено 3225 запусков в основном по территории Великобритании.
После войны Вернер фон Браун сдался армии США, в связи с чем возглавил Службу проектирования и разработки вооружения в США. Еще в 1946-м году немецкий ученый представил Минобороны США доклад «Предварительная конструкция экспериментального космического корабля, вращающегося вокруг Земли», где отметил, что в течение пяти лет может быть разработана ракета, способная вывести на орбиту подобный корабль. Однако финансирование проекта не было одобрено.
13-го мая 1946-го года Иосив Сталин принял постановление о создании ракетной отрасли в СССР. Главным конструктором баллистических ракет был назначен Сергей Королев. Следующие 10 лет учеными были разработаны межконтинентальные баллистические ракеты Р-1, Р2, Р-3 и др.
В 1948-м году ракетный конструктор Михаил Тихонравов провел доклад для научных кругов о составных ракетах и результатах расчетов, согласно которым разрабатываемые 1000-киллометровые ракеты могут достигать больших расстояний и даже вывести на орбиту искусственный спутник Земли. Однако, подобное заявление подверглось критике и не было воспринято всерьез.
Отдел Тихонравова в НИИ-4 был расформирован в связи с неактуальными работами, однако позже усилиями Михаила Клавдиевича вновь собран в 1950-м году. Тогда Михаил Тихонравов уже прямо заговорил о миссии по выводу спутника на орбиту.
Модель спутника
После создания баллистической ракеты Р-3 на презентации были представлены ее возможности, согласно которым ракета была способна не только поражать цели на расстоянии 3000 км, но и вывести спутник на орбиту. Так к 1953-му году ученым все же удалось убедить высшее руководство в том, что вывод орбитального спутника возможен.
А у руководителей вооруженных сил возникло понимание перспективности разработки и запуска искусственного спутника Земли (ИСЗ). По этой причине в 1954-м году было принято постановление о создании отдельной группы в НИИ-4 с Михаилом Клавдиевичем, которая занималась бы проектированием спутника и планированием миссии. В том же году группа Тихонравова представила программу освоения космоса, от запуска ИСЗ, до высадки на Луну.
В 1955-м году делегация политбюро во главе Н. С. Хрущевым посетила Ленинградский металлический завод, где было окончено строительство двухступенчатой ракеты Р-7. Впечатление делегации вылилось в подписание постановления о создании и выводе на земную орбиту спутника в ближайшие два года. Проектирование ИСЗ началось в ноябре 1956-го года, а в сентябре 1957-го года «Простейший Спутник-1» успешно прошел испытания на вибростенде и в термокамере.
Однозначно на вопрос «кто изобрел Спутник-1?» — ответить нельзя. Разработка первого спутника Земли происходила под руководством Михаила Тихонравова, а создание ракеты-носителя и вывод спутника на орбиту - под началом Сергея Королева. Однако над обоими проектами трудилось немалое число ученых и научных сотрудников.
История запуска
В феврале 1955-го года высшее руководство утвердило создание Научно-исследовательского испытательного полигона №5 (позже Байконур), который должен был располагаться в Казахстанской пустыне. На полигоне проводились испытания первых баллистических ракет типа Р-7, но по результатам пяти опытных запусков стало ясно, что массивная головная часть баллистической ракеты не выдерживает температурной нагрузки и требует доработки, что займет около полугода.
По этой причине С. П. Королев запросил от Н. С. Хрущева две ракеты для экспериментального запуска ПС-1. В конце сентября 1957-го года на Байконур прибыла ракета Р-7 с облегченной головой частью и переходом под спутник. Была снята лишняя аппаратура, в результате чего масса ракеты была уменьшена на 7 тонн.
2-го октября С. П. Королев подписал приказ о летных испытаниях спутника и направил уведомление о готовности в Москву. И хотя от Москвы не пришло никаких ответов, Сергей Королев решил произвести вывод ракеты-носителя «Спутник» (Р-7) с ПС-1 на стартовую позицию.
Причина, по которой руководство потребовало вывод спутника на орбиту именно в этот период заключается в том, что с 1 июля 1957 по 31 декабря 1958 проводился так называемый Международный геофизический год. Согласно нему, в указанный период 67 стран совместно и по единой программе проводили геофизические исследования и наблюдения.
Дата запуска первого искусственного спутника — 4 октября 1957-й год. Кроме того, в тот же день проходило открытие VIII международного конгресса астронавтики в Испании, Барселона. Руководители космической программы СССР не раскрывались общественности по причине секретности проводимой работы, о сенсационном запуске спутника конгрессу сообщил академик Леонид Иванович Седов. Поэтому именно советского физика и математика Седова мировая общественность долго считала «отцом Спутника».
История полета
В 22:28:34 по московскому времени произошел запуск ракеты со спутником с первой площадки НИИП № 5 (Байконур). Спустя 295 секунд центральный блок ракеты и спутник были выведены на эллиптическую орбиту Земли (апогей - 947 км, перигей - 288 км). Еще через 20 секунд ПС-1 отделился от ракеты и подал сигнал. Это были повторяющиеся сигналы «Бип! Бип!», которые ловили на полигоне 2 минуты, до тех пор, пока «Спутник-1» не скрылся за горизонтом.
На первом витке аппарата вокруг Земли Телеграфное агентство Советского Союза (ТАСС) передало сообщение об успешном запуске первого в мире ИСЗ.
После приема сигналов ПС-1 начали поступать подробные данные об аппарате, который, как оказалось, был близок к тому, чтобы не достичь первой космической скорости и не выйти на орбиту. Причиной этому послужил непредвиденный отказ системы управления подачи топлива, из-за чего один из двигателей запаздывал. От неудачи отделяли доли секунды.
Однако, ПС-1 все же успешно достиг эллиптической орбиты, по которой двигался в течение 92-х дней, при этом выполнил 1440 оборотов вокруг планеты. Радиопередатчики аппарата работали на протяжении первых двух недель. Что стало причиной гибели первого спутника Земли? — Потеряв скорость о трение атмосферы, «Спутник-1» начал снижаться и полностью сгорел в плотных слоях атмосферы.
Примечательно, что многие могли наблюдать некий блестящий объект, движущийся по небу в тот период. Но без специальной оптики блестящий корпус спутника нельзя было заметить, и на самом деле этим объектом была вторая ступень ракеты, которая также вращалась на орбите, вместе со спутником.
Значение полета
Первый запуск искусственного спутника Земли в СССР произвел небывалый подъем гордости за свою страну и сильный удар по престижу США. Отрывок из публикации «Юнайтед пресс»: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…».
И несмотря на ошибочные представления о технической отсталости СССР, первым спутником Земли стал именно советский аппарат, к тому же его сигнал мог отслеживаться любым радиолюбителем. Полет первого спутника Земли ознаменовал начало космической эры и запустил космическую гонку между Советским Союзом и США.
Спустя всего 4 месяца, 1-го февраля 1958-го года США запустили свой спутник «Эксплорер-1», который был собран командой ученого Вернера фон Брауна. И хотя он был в несколько раз легче ПС-1 и содержал 4,5 кг научной аппаратуры, он все же был вторым и уже не так повлиял на общественность.
Научные результаты полёта ПС-1
Запуск данного ПС-1 преследовал несколько целей:
- Тестирование технической способности аппарата, а также проверка расчетов, принятых для успешного запуска спутника;
- Исследование ионосферы. До запуска космического аппарата радиоволны, посланные с Земли, отражались от ионосферы, исключая возможность ее изучения. Теперь же ученые смогли начать исследование ионосферы посредством взаимодействия радиоволн, излучаемых спутником из космоса и идущих через атмосферу к поверхности Земли.
- Расчет плотности верхних слоев атмосферы при помощи наблюдения за темпом замедления аппарата вследствие трения об атмосферу;
- Исследование влияния космического пространства на аппаратуру, а также определения благоприятных условий для работы аппаратуры в космосе.
Слушать звук Первого спутника
Audio Player
И хотя на спутнике не было никакой научной аппаратуры, слежение за его радиосигналом и анализ его характера давал много полезных результатов. Так группа ученых из Швеции проводила измерения электронного состава ионосферы, опираясь на эффект Фарадея, гласящий об изменении поляризации света при прохождении его через магнитное поле.
Также группа советских ученых из МГУ разработала методику наблюдения за спутником с точным определением его координат. Наблюдение за данной эллиптической орбитой и характером ее поведения позволили определить плотность атмосферы в области орбитальных высот. Неожиданно повышенная плотность атмосферы в указанных областях подтолкнула ученых к созданию теории торможения спутников, что внесло свою лепту в развитие космонавтики.
Источник .На сегодняшний день космическая сфера развивается в невероятно быстром темпе. Покорение космоса уже не кажется такой фантастической идеей, как это было все еще несколько десятков лет назад. Первые лица ведущих стран мира уже прямо говорят о возможности колонизации некоторых планет солнечной системы в ближайшем будущем.
Но нужно помнить, что первым шагом в покорении космоса стал запуск первого искусственного спутника земли, который произошел в уже далеком 1957 году. Именно об этом событии и пойдет речь в этой статье.
Согласно историческим данным, идея создания и запуска родилась еще в конце сороковых годов прошлого века. Предпосылкой к этому стало стремительное развитие науки и техники на фоне завершения Второй Мировой войны. Естественно, для запуска подобного объекта на околоземную орбиту был необходим «носитель», то есть устройство, способное поднять спутник на необходимую высоту. Первым прототипом такого устройства стали немецкие ракеты ФАУ-1 и ФАУ-2, разработка которых велась еще во время войны. Это были первые в мире боевые беспилотные реактивные ракеты, способные поражать цели на больших расстояниях.
После завершения войны технологии и разработки попали в руки к советским и американским ученым. Спустя несколько лет США и СССР уже владели новым и страшным видом оружия – атомной бомбой. Над миром возникла угроза новой войны, на этот раз атомной, и обе сверхдержавы принялись разрабатывать способ доставки «смертельного подарка».
На базе немецких разработок ракет ФАУ-1 и ФАУ-2 создавались новые прототипы ракет. Первым советским прототипом стала баллистическая ракета Р-1, разработанная Конструкторским Бюро С. П. Королева. После этого появилась первая геофизическая ракета Р1-А.
Ракета Р1
Уже в 1954 году Королев изложил идею в своем докладе о том, что развитие техники на тот момент уже позволяет создать и запустить на орбиту советский спутник земли. Его программа была всячески поддержана советской властью. Толчком для этого стало заявление властей США о намерении запустить такой аппарат.
Первый запуск искусственного спутника земли
Первый искусственный спутник земли был запущен 4 октября 1957 года, в 7 часов вечера и 28 минут по всемирному координационному времени. Его запуск производился с исследовательского полигона Министерства обороны СССР. Носителем, позволяющим осуществить запуск искусственного космического аппарата, стала баллистическая ракета Р-7. Первый спутник был запущен под специальным названием ПС-1, что означало «Простейший спутник».
Главным конструктором ПС-1, а также руководителем всего процесса создания, разработки и запуска аппарата был Сергей Павлович Королев. Кроме него, над созданием спутника трудились также Михаил Клавдиевич Тихонравов, Мстислав Всеволодович Келдыш, а также другие выдающиеся ученые.
Спутник ПС-1
Через 295 секунд после своего старта с поверхности Земли ракета Р-1 вышла на орбиту. А уже спустя 314 секунд произошло отделение первого искусственного спутника от ракетного блока. Известием о том, что все прошло успешно, стало получение учеными на испытательном полигоне сигналов, поступающих со спутника. Это были короткие звуковые сигналы, которые ученые могли слушать всего в течение нескольких минут, пока космический аппарат не скрылся за горизонтом.
Всего ПС-1 пробыл в космосе 92 дня, пролетев около 60 миллионов километров. Электронные сигналы, которые он посылал на Землю дали возможность ученым лучше изучить отдельные слои атмосферы, к примеру, ионосферу. В конце своего «путешествия» спутник, теряя скорость, сошел в плотные слои атмосферы и сгорел там.
Загрузка...