El 4 жовтня 1957 Людство перетнуло рубіж, який до того часу існував лише у науковій фантастиці: вперше об’єкт, створений людиною, завершив оберт навколо Землі. Цей невеликий пристрій, металева сфера з чотирма антенами, увійшов в історію як Супутник-1 і запустив… космічна гонка посеред холодної війни, одночасно розпалюючи тривогу, ентузіазм та мрії.
За спинами цих відомих людей «біп-біп-біп» Насичення радіохвилями протягом тижнів було результатом років таємної роботи, політичних рішень, військового суперництва та передових інженерних розробок. Супутник був більше, ніж просто супутником: він став символом технологічної майстерності Радянського Союзу, першокласним інструментом пропаганди та відправною точкою низки етапів, які вивели людство на орбіту, а згодом і на Місяць.
Що ж таке, власне, Супутник-1?
Супутник-1 був перший штучний супутник успішно запущено на орбіту. Його офіційна російська назва перекладається як «штучний супутник Землі», хоча він став широко відомим як «Супутник», слово, яке російською мовою означає щось на кшталт “попутник” і що його вже десятиліттями використовували як синонім слова «супутник».
Фізично, супутник був 58-сантиметрова алюмінієва сфера Він мав полірований, блискучий купол діаметром 1,5 метра, з якого стирчали чотири дуже тонкі антени довжиною від 2,4 до 2,9 метра. Ці антени, нахилені приблизно під кутом 35 градусів, надавали пристрою того безпомилкового вигляду «кулі з вусами», який став культовим в історії космонавтики.
Загальна маса Супутника-1 становила 83,6 кілограмиБільша частина цієї ваги припадала на срібно-цинкові батареї, загальна вага яких становила близько 51 кілограма, що становило майже 60% від загальної кількості. Тільки срібло, використане в цих батареях, близько 10 кілограмів, вже перевищувало масу першого американського супутника Explorer 1 на орбіті, який важив 8,3 кг. Усередині сфери під тиском азоту розміщувалося радіообладнання, система терморегуляції і датчики температури та тиску.
Супутник, що перебував на борту два радіопередавачі Ці передавачі по черзі передавали на частотах 20,005 МГц та 40,002 МГц (приблизно 15 та 7,5 метрів у довжині хвилі) з потужністю 1 ват кожен. Вони надсилали відомі радіоімпульси групами по кілька десятих секунди, тривалість яких залежала від внутрішньої температури пристрою, що дозволяло інженерам на місцях перевіряти, чи все працює належним чином.
Оскільки сфера була повна азот під тискомСупутник мав елементарний метод виявлення потенційних ударів мікрометеоритів. Розгерметизація, спричинена проколом у корпусі, мала б змінити внутрішню теплову поведінку і, отже, радіосигнали, хоча протягом терміну його експлуатації не було зафіксовано жодних доказів таких ударів.
Від Об’єкта D до «найпростішого супутника»
Цікаво, що Супутник-1 Він не мав бути першим радянським супутникомПочатковий план конструкторського бюро ОКБ-1, очолюваного Сергієм Корольовим, полягав у запуску набагато більшого та складнішого супутника, відомого як Об’єкт Д, масою від 1000 до 1400 кілограмів та науковими приладами вагою від 200 до 300 кілограмів.
Цей проект, задуманий у середині 50-х років під керівництвом академіка Мстислав КелдишЙого метою було проведення детальних вимірювань щільності атмосфери, іонного складу верхніх шарів, сонячного вітру, магнітного поля та космічних променів. Академія наук СРСР Наукове керівництво мало б здійснювати ОКБ-1, будівництво супутника — Міністерство радіотехнічної промисловості, систему керування та телеметрії — Міністерство морської промисловості, гіроскопи — Міністерство машинобудування, наземне пускове обладнання — Міністерство оборони, а операції з запуску — Міністерство оборони.
Однак до кінця 1956 року стало зрозуміло, що амбітний Об’єкт D не буде готовий вчасно. Виникли серйозні проблеми з розробкою наукові інструменти а питома тяга ракетних двигунів Р-7 була дещо нижчою за очікувану (304 секунди питомого імпульсу проти очікуваних 309-310). Радянський уряд вирішив відкласти запуск Об’єкта Д до 1958 року, місію, яка пізніше мала полетіти як Супутник 3.
У цьому контексті команда Корольова, дуже стурбована тим, що Сполучені Штати можуть продовжити реалізацію своєї програми Vanguard, запропонувала у квітні 1957 року побудувати супутник набагато простіше та легшерозроблений виключно для демонстрації здатності досягти орбіти. Так народився так званий Об’єкт PS, абревіатура від Простіший Супутник, що можна перекласти як «найпростіший супутник».
15 лютого 1957 року Рада Міністрів СРСР офіційно схвалила проект «Об’єкт ПС». Маса нового супутника не повинна була перевищувати 100 кілограмів, і він мав бути готовий лише за кілька місяців. Він відмовився від складного наукового обладнання, як у «Об’єкта Д», і обрав міцну конструкцію, швидке будівництво та надзвичайно надійну радіосистему, здатну відстежуватися як радянськими, так і міжнародними станціями. радіоаматори з усього світу.
Ракета Р-7 і таємниця космодрому Байконур
Щоб вивести Супутник на орбіту, СРСР вдався до Міжконтинентальна балістична ракета (МБР) Р-7, відома на Заході як СС-6 або Т-3, та під позначенням ГРАУ 8К71. Це була перша у світі діюча МБР і була створена з чітко військовою метою: транспортувати велику ядерну боєголовку на тисячі кілометрів.
Рішення про будівництво R-7 було прийнято Травень 20 1954 Центральним Комітетом Комуністичної партії та Радою Міністрів. Вона була розроблена з дуже великим запасом тяги, оскільки радянські інженери не були впевнені, скільки насправді важить корисне навантаження водневої бомби. Ця «надпотужність» зрештою стала ключовою для адаптації ракети для запуску супутників.
Для випробувань R-7 було обрано місце 5-й полігон Тюратамуу Казахстані, нині всесвітньо відомий як космодром Байконур. Вибір місця було затверджено у лютому 1955 року, але будівельні роботи тривали до 1958 року. У той час це був надсекретний об’єкт, який можна було впізнати за близькістю до простої залізничної станції посеред степу.
Перші запуски Р-7 не були чимось легким. Травень 15 1957 Перший прототип зазнав аварії після того, як через 98 секунд після старту в одному з бічних модулів (блок D) спалахнула пожежа. Третя спроба, 12 липня, також закінчилася невдало через коротке замикання, яке спричинило втрату керування та передчасне відділення модулів, внаслідок чого ракета впала приблизно за 7 км від стартового майданчика. Була навіть друга ракета, яка не змогла запуститися через помилку складання.
Навіть попри це, 21 серпня та 7 вересня [заходи] відбулися два успішних запускидемонструючи, що Р-7 працює достатньо добре, щоб, на думку Корольова, ризикнути однією з цих ракет у спробі вивести ПС-1 на орбіту. Військові погодилися за умови, що ракета досягне цих двох послідовних успіхів і що буде прийнято відтермінування її військової експлуатації.
Розробка та проектування «ПС-1»
Конкретну конфігурацію супутника PS було визначено під час ключової розмови, 25 листопада 1956між Сергієм Корольовим та інженером Михайлом Тихонравовим. Останній роками відстоював важливість запуску штучного супутника Землі та наполягав на тому, щоб від Об’єкта Д відмовилися, принаймні тимчасово, на користь набагато простішої та швидшої у будівництві конструкції.
Детальне проектування супутника випало на долю Микола КутиркінСпочатку він обрав конічну форму, адаптовану до аеродинамічного верхівки обтічника R-7. Однак Корольов наполягав на тому, щоб це була ідеальна сфера, як з естетичних міркувань, так і для полегшення спостереження з будь-якого кута, і це рішення зрештою переважило.
Результатом став сферичний супутник діаметром 58 см з двома антенами по 2,4 метра та ще двома по 2,9 метра, що утворюють промінь, нахилений відносно осі. дві алюмінієві півсфери Вони були з’єднані 36 гвинтами, а їхня внутрішня частина перебувала під тиском азоту. Усередині були встановлені акумулятори, подвійний передавач D-200, система терморегуляції і телеметричні датчики, що відповідають за моніторинг внутрішньої та зовнішньої температури й тиску.
Радіообладнання було розроблено лабораторією В’ячеслав Лаппо в інституті НДІ-885, який очолював Михайло Рязанський. Він був розроблений для випромінювання коротких імпульсів на двох частотах, 20,005 МГц та 40,002 МГц, по черзі. Тривалість імпульсу варіювалася від 0,2 до 0,6 секунди залежно від внутрішньої температури супутника, згідно з трьома діапазонами (нижче 0°C, від 0 до 50°C та вище 50°C). Таким чином, інженери могли з землі перевірити, чи працює супутник у очікуваних умовах.
Парадоксально, але в той час, коли сьогодні здавалося б логічним запустити супутник, прикріплений до верхнього блоку для спрощення, Корольов вирішив, що ПС повинен окремо від Блоку А Р-7, саме для того, щоб не було жодних сумнівів щодо її статусу як незалежного об’єкта на орбіті. На практиці, Радянський Союз того дня вивів на орбіту три об’єкти: Супутник, обтічник і величезний центральний ступінь ракети, довжиною 18 метрів і вагою близько 7,5 тонн.
Запуск 4 жовтня 1957 року
Ключова ніч настала 4 жовтня 1957О 22:28:47 за московським часом (рано вранці 5-го числа за казахстанським місцевим часом) ракета 8К71ПС, серійний номер М1-1, дещо модифікований варіант Р-7, адаптований для запусків супутників, стартовала з Зони №1 випробувального полігону НИИП-5. У бункері управління 24-річний лейтенант на ім’я Борис Чекунов повернув ключ, що ініціювало послідовність запалювання.
Політ не був ідеальним до міліметра, але достатньо хорошим. На 116 секундах чотири бічні прискорювачі ракети відокремилися, а головний двигун Block A вимкнувся на секунду раніше запланованого часу, на 295,4 секунди. Ця невелика різниця означала, що вся система перебувала в стані… трохи нижча орбіта із запланованих: 228 x 947 км, порівняно з початково розрахованими 225 x 1450 км, з нахилом 65,1 градуса та періодом обертання близько 96,2 хвилини.
Приблизно через 20 секунд після вимкнення двигуна невеликий супутник PS відокремився від ступеня Block A. Супутник стабілізувався на своїй еліптичній орбіті та почав випромінювати свої безпомилкові радіосигнали. Однак Корольов та його команда не могли зітхнути спокійно, доки… знову отримати сигнал Після повного обльоту та перевірки того, що супутник все ще «живий», Корольов зателефонував Микиті Хрущову, який був у Києві, щоб повідомити його про успіх.
Передавачі Супутника-1 працювали близько 21 днів…доки не розрядилися хімічні батареї. Протягом цього часу тисячі радіоаматорів по всьому світу змогли почути гудки супутника, іноді навіть раніше, ніж офіційні станції стеження деяких західних країн, яким довелося швидко переналаштувати своє обладнання на частоти, що використовувалися Радянським Союзом.
Супутник залишався на орбіті без радіоактивності до 4 січня 1958Того дня він розпався після повернення в атмосферу після 92 днів у космосі, приблизно 1440 завершених витків навколо Землі та проходження близько 70 мільйонів кілометрів. Його апогей поступово зменшувався по висоті, знизившись з початкових 947 км до приблизно 600 км на початку грудня.
Відстеження та спостереження за супутником по всьому світу
СРСР створив досить складну на той час систему стеження. [незрозуміло – можливо, «мається на увазі космічна станція» або подібна споруда] було збудовано поблизу космодрому. обсерваторійний комплекс з телескопами та радарами, а в Москві, в Большевому, інститут НДІ-4 Міністерства оборони централізував прийом даних та розрахунок параметрів орбіти.
На національному рівні існує другий комплекс, Командно-вимірювальний комплексВін мав координаційний центр у самому НДІ-4 та сім станцій стеження, розподілених вздовж орбітальної зони: Тюратам, Сари-Шаган, Єнісейськ, Ключі, Єлізово, Макат та Ішкуп. Ці станції були оснащені радарами, оптичними приладами та системами телеграфного зв’язку для надсилання вимірювань до Москви, які використовувалися для розрахунку точної орбіти як ступеня Блок А, так і супутника.
Для відстеження траєкторії ракети під час підйому використовується система під назвою стежкаРозроблена Московським енергетичним інститутом (ОКБ МЕІ), ця система дозволяла приймати та контролювати дані з транспондерів, встановлених в основному ступені Р-7. Навіть після відділення супутника положення ступеня допомагало уточнити розрахунок орбіти супутника, оскільки вони рухалися за дуже схожою траєкторією на відомій відстані.
Що стосується спостереження з-за кордону, радіоаматори в багатьох країнах без особливих труднощів виявляли передачі Супутника, а ракету-носій відстежував радари з Великої Британії за допомогою… Телескоп Ловелла на Джодрелл-Бенк, єдиному радіотелескопі, здатному на той час виконувати таке завдання. У Канаді обсерваторія Ньюбрук першою сфотографувала супутник з Північної Америки.
Одна деталь, яку часто забувають, полягає в тому, що більшість людей бачила сяючим у нічному небі Це був не маленький СупутникЦе був не перший ступінь з візуальною зоряною величиною близькою до 6, що є на межі людського зору, а радше гігантський ступінь Блок А, який досяг зоряної величини 1 та був оснащений додатковими світловідбиваючими елементами, щоб зробити його більш помітним. Протягом багатьох років цей ступінь був найбільшим об’єктом, виведеним на орбіту.
Наукові цілі Супутника-1
Хоча ПС був спроектований як спрощений супутник, він аж ніяк не був просто «шматком сміття» на орбіті. Його місія мала чіткий науковий аспект. Завдяки аналізу радіосигналів були отримані дані про густина електронів в іоносфері та про поширення радіохвиль у верхніх шарах земної атмосфери.
Тривалість та характер звукових сигналів надавали інформацію про внутрішня та зовнішня температура сфери, що дозволило вченим спостерігати за поведінкою герметичного апарата в екстремальних умовах космосу: цикли нагрівання та охолодження, сонячна радіація, проходження крізь тінь Землі тощо. Якби сфера втратила тиск, показники температури змінилися б, що виявило б проколи мікрометеоритів, яких зрештою не сталося.
Ці дані слугували експериментальною основою для наступних супутників, які мали б включати набагато складніші прилади. Сама програма «Супутник» була частиною Внесок СРСР у Міжнародний геофізичний рік 1957-1958 років, рушійною силою якої була ООН, що прагнула координувати зусилля тисяч вчених з десятків країн для вивчення Землі та її космічного середовища.
Крім того, космічний апарат надавав непряму інформацію про щільність повітря у верхніх шарах Завдяки вивченню зміни його орбіти з часом, тертя об решту атмосфери поступово уповільнювало супутник, що призводило до зниження його апогею та, зрештою, до його повернення у зоряну атмосферу.
З більш практичної точки зору, Супутник дозволив випробувати технології телеметрія, термоконтроль та конструкційне проектування Вони виявилися фундаментальними для наступного покоління супутників, а невдовзі після цього — і для першого пілотованого космічного корабля. Це був безцінний випробувальний полігон для радянських інженерів.
Програма «Супутник» та наступні віхи
Супутник-1 був першим з серія з чотирьох супутників інтегрований у програму «Супутник». З них трьом вдалося досягти орбіти: «Супутник-1», «Супутник-2» та «Супутник-3». Перший відкрив космічну еру; другий став першим орбітальним польотом з живою істотою; а третій мав здійснити набагато складнішу наукову місію.
Менш ніж через місяць після першого запуску, 3 листопада 1957У 1968 році радянський корабель запустив «Супутник-2» із собакою Лайкою на борту. Вона була першою живою істотою, виведеною на орбіту навколо Землі. Місія, поспішно розроблена, не включала контрольованого повернення в атмосферу, і Лайка загинула через кілька годин після старту через перегрів капсули, хоча протягом десятиліть офіційна версія була іншою.
Супутник-3, який нарешті здійснив політ у 1958 році, втілив у собі багато ідей з Об’єкт D Початкова місія була великим і складним супутником, оснащеним численними науковими приладами для вивчення, серед інших явищ, випромінювання поясів Ван Аллена, області заряджених частинок, захоплених магнітним полем Землі. За іронією долі, попри свої амбіції, місія не змогла точно виміряти ці пояси, завдання, яке згодом було виконано американським Explorer 1.
Перший великий провал програми стався під час попередньої спроби запуску «Супутника-3», яка закінчилася катастрофою. Незважаючи на це, місії «Супутника» дозволили СРСР створити низку… ефекти що зміцнило як його науковий престиж, так і його політичний імідж у світі.
Окрім цих супутників, досвід, отриманий з Р-7 та проектуванням орбітальних апаратів, проклав шлях для каскаду важливих подій: політ Юрія Гагаріна на борту Восток 1 У 1961 році — перша людина в космосі; місія Валентини Терешкової в 1963 році — перша жінка на орбіті; перші зонди, що досягли Місяця та Венери, та перший вихід у відкритий космос, здійснений Олексієм Леоновим у 1965 році.
Політичний вплив та так званий «ефект Супутника»
Запуск Супутника-1 став жорстоким шоком для західного світу, і особливо для Сполучених Штатів. Холодна війнаТой факт, що СРСР вдалося вивести супутник на орбіту, означав не лише науковий прогрес, а й демонстрацію того, що він володіє ракетою, здатною досягати цілей на іншому кінці планети.
У 1955 році і Вашингтон, і Москва оголосили про свій намір запустити супутники протягом Міжнародного геофізичного року. Американці публічно підтримали цей проєкт. авангарднийчастково цивільного характеру, тоді як армія разом з командою Вернера фон Брауна працювала над варіантами ракети «Юпітер-С», які, теоретично, вже були здатні досягти орбіти, якби їх було оснащено активним кінцевим ступенем замість простого баласту, як це сталося під час випробувального запуску у вересні 1956 року.
СРСР, зі свого боку, роками просував ідею штучного супутника Землі серед своїх лідерів, зокрема, такі діячі, як Тихонравов і Келдиш захищаючи проєкт. Однак на Заході ніхто не сприймав радянські заяви надто серйозно, доки гудки супутника не пролунали по радіо по всьому світу. Відчуття, що Сполучені Штати технологічно відстали, породило те, що відоме як «Ефект Супутника».
Психологічний вплив був величезним. Американська громадськість вперше відчула можливість прямої загрози з космосу, зрозумівши, що та сама ракета, яка вивела супутник на орбіту, може бути використана для запуску ядерної бомби на їхній території. Політична реакція була швидкою: НАСА було створено в 1958 роціБули прискорені програми ракет «Атлас» та «Титан», а інвестиції в наукову та технологічну освіту подвоїлися.
У символічному плані радянський успіх посилив імідж СРСР як альтернативна модель суспільства та політичної системи. Для багатьох країн, що розвиваються, Супутник інтерпретувався як доказ того, що соціалістична держава може конкурувати зі Сполученими Штатами та перевершувати їх у галузі високих технологій. Це дозволило Москві представити себе як «маяк» прогресу для частин так званого третього світу.
Однак, та сама демонстрація сили спровокувала колосальну космічну гонку та гонку озброєнь. Змагання, яке тривало щонайменше до середини 70-х років, включало такі важливі події, як спільне стикування. Аполлон-Союз У 1975 році це посилило геополітичну напруженість, але також стимулювало розвиток технологій, які зараз є частиною нашого повсякденного життя.
Спогади, репліки та культурна спадщина Супутника
Невеликий металевий супутник залишив свій слід не лише в історичних книгах та геополітиці, а й у масовій культурі та колективній пам’яті. У самій Росії кілька репліки Супутника-1 Вони виставлені в музеях, таких як Музей космонавтики в Москві або на об’єктах РКК «Енергія», наступника ОКБ-1 Корольова.
За межами Росії також можна побачити копії культового супутника. Одна висить поруч із російським посольством у Мадриді, а інша виставлена в Національний музей повітря і космосу Від Смітсонівського інституту у Вашингтоні, округ Колумбія. Навіть Організація Об’єднаних Націй отримала в подарунок повнорозмірну модель, яка сьогодні прикрашає вестибюль її штаб-квартири в Нью-Йорку, є постійним нагадуванням про початок космічної ери.
У 2003 році на eBay було виставлено на продаж резервну копію ракети-носія «Супутник-1», відому як «модель PS-1». Вона була виставлена на показ роками в науковому інституті поблизу Києва, хоча й без радіообладнання, яке було вилучено в 60-х роках через військове застосування. За оцінками, було виготовлено від [число відсутнє]. двадцять чотири функціональні моделі для інтеграційних випробувань та випробувань ґрунту.
Відлуння «Супутника» також досягло літератури та популярної науки. У 2001 році Пол Діксон опублікував книгу Супутник: Шок століттяу якій аналізується політичний, культурний та технологічний вплив цього крихітного супутника на американське суспільство та світову історію. Численні автори та популяризатори з того часу поверталися до цієї теми, наголошуючи на тому, як «момент Супутника» переосмислив усі національні пріоритети.
У Росії пам’ять про Супутник залишається живою серед поколінь, які виросли під міфологія космонавтикиБагато відвідувачів Музею космонавтики в Москві чули про цей подвиг, хоча іноді вони пам’ятають лише дату та той факт, що СРСР був першою країною, яка запустила супутник. Для інших це джерело національної гордості та нагадування про епоху, коли країна очолила одні з найвидовищніших наукових досягнень світу.
Донині космодром Байконур, звідки було запущено «Супутник-1», залишається одним із головних нервових центрів світова космонавтикаЗвідти космічні кораблі «Союз» відправляються до Міжнародної космічної станції, і продовжують запускатися супутники всіх типів. Тим часом російське космічне агентство «Роскосмос» розробляє нові проекти, такі як капсула «Орел» (раніше відома як «Федерація») для польотів у далекий космос та космодром «Східний» як часткова заміна Байконура.
Суперництво ери Супутника поступилося місцем сценарію Міжнародне співробітництво На багатьох фронтах, зі спільними місіями Роскосмосу, NASA та Європейського космічного агентства (ЄКА), такими як програма ExoMars або проекти дослідження Місяця. Навіть попри це, пам’ять про цей маленький супутник залишається присутньою щоразу, коли обговорюються нові космічні програми та можливість створення баз на Місяці чи подорожей на Марс.
Озираючись назад, можна сказати, що «Супутник-1» конденсується у 83,6 кілограма металу, що змінило цілу епоху: він був технологічною демонстрацією, науковим інструментом, зброєю пропаганди та поштовхом для… глибока трансформація у тому, як людство бачить себе, більше не обмеженим поверхнею своєї планети, а здатним вийти в космос, заселити орбіту сотнями супутників і мріти про дедалі віддаленіші місця призначення.