Развитие технического прогресса происходит такими темпами, что самые выдающиеся научные достижения быстро становятся повседневностью и перестают удивлять.

Не стало исключением и освоение космического пространства. Почти 6 десятилетий отделяют нас от запуска первого искусственного спутника Земли (РС-1). Вспомним, как это было. Узнаем, как далеко продвинулась наука в этой области.

Как это было

К середине 60-х годов прошлого столетия в СССР сформировалась мощная группа единомышленников, занимавшихся практической космонавтикой. Возглавлял группу .

Первые шаги в космос было решено начать с запуска искусственного спутника Земли. При этом ставились такие задачи:

• проверка всех теоретических расчётов;
• сбор сведений об условиях работы аппаратуры;
• изучение верхних слоёв ионосферы и атмосферы.

Для выполнения необходимого объёма исследований в спутнике диаметром 58 см размещалась специальная аппаратура и источники энергопитания. Для поддержания постоянной температуры его внутреннюю полость заполнили азотом, который приводился в движение специальными вентиляторами. Общий вес первого космического аппарата равнялся 83,6 кг. Его герметичный корпус был изготовлен из особого алюминиевого сплава, а полированная поверхность прошла специальную обработку.

Четыре стержневые антенны длиной от 2,4 до 2,9 м, установленные на наружной поверхности спутника, во время выведения аппарата на орбиту прижимались к корпусу.

Как ракетный полигон стал космодромом

Для запуска спутника РС-1 было решено использовать военный полигон в Казахстанской пустыне. Решающим доводом в выборе места была и близость к экватору. Это позволило при запуске максимально использовать скорость вращения Земли. А его удаленность от Москвы позволяла поддерживать режим секретности.

Именно на военном полигоне Байконур впервые распахнулись космические ворота, и был дан старт первому искусственному спутнику земли. «Спутник -1» стартовал 4 октября 1957 в 22:28 по московскому времени. За 92 дня работы на околоземной орбите он совершил около полутора тысяч оборотов вокруг Земли. Две недели его сигналы «бип-бип-бип» принимали не только в центре управления полетом, но и радиолюбители по всему миру.

Как спутник был доставлен на орбиту

Для запуска первого советского спутника было использовали двухступенчатую межконтинентальную ракету Р–7, которая была разработана как носитель водородной бомбы.

После некоторых доработок в её конструкции и нескольких испытаний, стало ясно, что она вполне справится с задачей по выводу спутника на заданную орбиту.

Спутник был размещен в головной части ракеты. Её старт выполнялся строго вертикально. Затем ось ракеты постепенно отклоняли от вертикали. Когда скорость ракеты была близка к первой космической скорости, отделилась первая ступень. Дальнейший полёт ракеты теперь обеспечивала вторая ступень, увеличившая её скорость до 18-20 тысяч км/час. Когда ракета достигла наивысшей точки своей орбиты, спутник отделился от ракетоносителя.

Дальнейшее его движение происходило по инерции.

Физические основы полета спутников

Чтобы тело стало ИСЗ необходимо выполнение двух основных условий:

• сообщение телу горизонтальной скорости 7,8 км/ сек (первой космической скорости), чтобы преодолеть земное тяготение;
• перемещение его из плотных слоёв атмосферы в очень разряженные, которые не оказывают сопротивление движению.

Обретя I космическую скорость, спутник вращается вокруг планеты по круговой орбите.

Если его период вращения будет равен 24 часам, то спутник будет вращаться синхронно с Землей, как бы зависая над одним и тем же районом планеты. Такая орбита называется геостационарной, а её радиус, при заданной скорости аппарата, должен в шесть раз превышать радиус Земли. При увеличении скорости вплоть до 11,2 км/сек, орбита всё более вытягивается, превращаясь в эллипс. Именно по такой орбите двигалось первое детище советской космонавтики. При этом Земля находилась в одном из фокусов этого эллипса. Наибольшее удаление спутника от Земли составляло 900 км.

Но в процессе движения он все же погружался в верхние слои атмосферы, тормозился, постепенно приближаясь к Земле. В конце концов, от сопротивления воздуха он нагрелся и сгорел в плотных слоях атмосферы.

60–летняя история запусков ИСЗ

Запуск и полёт этого крохотного серебристого шарика на столь значительном удалении от Земли явился триумфом советской науки на тот период. Далее последовали ещё ряд запусков, которые преследовали в основном военные цели. Они выполняли разведывательные функции, являлись частью систем навигации и связи.

Современные труженики звёздного неба выполняют громадный объём работ на благо человечества. Кроме спутников, предназначенных для оборонных целей, востребованы:

• Спутники связи (ретрансляторы), обеспечивающие устойчивую, не зависящую от капризов погоду, связь на большей территории планеты.
• Спутники-навигаторы, служащие для определения координат и скорости всех видов транспорта и определения точного времени.
• Спутники, позволяющие фотографировать участки земной поверхности. «Космические» фотографии востребованы многими наземными службами (лесоводами, экологами, метеорологами и т. д.), их используют для создания сверх точных карт любых участков планеты.
• Спутники–«учёные», это площадки для проверки новых идей и технологий, инструменты для получения уникальной научной информации.

Изготовление, запуск и обслуживание космических аппаратов требует огромных расходов, поэтому стали появляться интернациональные проекты. Одна из них система ИНМАСАРТ, обеспечивающая кораблям, находящимся в открытом море, устойчивую связь. Именно благодаря ей спасено немало морских судов и человеческих жизней.

В ночное небо посмотри

Ночью, среди алмазной россыпи звезд можно увидеть яркие, не мигающие светящиеся точки. Если они, двигаясь по прямой, пролетают весь небосвод за 5-10 минут, значит, вы увидели спутник. Невооруженному взгляду доступно наблюдение только достаточно больших спутников, не менее 600 м в длину. Видимы они лишь тогда, когда отражают солнечный свет.

К таким объектам относится международная космическая станция (МКС). За одну ночь её можно увидеть дважды. Сначала она движется с юго-восточной части неба к северо-востоку. Примерно через 8 часов она появляется на северо – западе и скрывается за юго-восточной частью горизонта. Самые удачное время для наблюдения за ней - июнь–июль - через час после заката и 40–60 минут до восхода нашего светила.

Проводив взглядом светящуюся точку, вспомни, сколько сил и знаний вложено в это чудо технической мысли, каким мужеством обладают люди, работающие на борту орбитальной станции.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник Земли, открывший космическую эру в истории человечества.

Спутник, ставший первым искусственным небесным телом, был выведен на орбиту ракетой-носителем Р-7 с 5-го Научно-исследовательского испытательного полигона Министерства обороны СССР, получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур.

Об этом нашему корреспонденту сообщили в пресс-службе Роскосмоса.

Космический аппарат ПС-1 (простейший спутник-1) представлял собой шар диаметром 58 сантиметров, весил 83,6 килограмма, был оснащен четырьмя штырьковыми антеннами длиной 2,4 и 2,9 метра для передачи сигналов работающих от батареек передатчиков.

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 и перигее 288 км. На 315 секунде после старта ИСЗ отделился от второй ступени ракеты-носителя, и сразу его позывные услышал весь мир.

«…4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.). Согласно расчетам, которые сейчас уточняются прямыми наблюдениями, спутник будет двигаться на высотах до 900 километров над поверхностью Земли; время одного полного оборота спутника будет 1 час 35 минут, угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 65°. Над районом города Москвы 5 октября 1957 года спутник пройдет дважды — в 1 час 46 мин. ночи и в 6 час. 42 мин. утра по московскому времени. Сообщения о последующем движении первого искусственного спутника, запущенного в СССР 4 октября, будут передаваться регулярно широковещательными радиостанциями. Спутник имеет форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие радиосигналы с частотой 20,005 и 40,002 мегагерц (длина волны около 15 и 7,5 метра соответственно). Мощности передатчиков обеспечивают уверенный прием радиосигналов широким кругом радиолюбителей. Сигналы имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 сек. с паузой такой же длительности. Посылка сигнала одной частоты производится во время паузы сигнала другой частоты…».

Над созданием искусственного спутника Земли во главе с основоположником практической космонавтики С.П.Королёвым работали ученые М.В.Келдыш, М.К.Тихонравов, Н.С.Лидоренко, В.И.Лапко, Б.С. Чекунов и многие другие. Спутник ПС-1 летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 миллионов километров), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Запуск искусственного спутника Земли имел громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей Солнечной системы.

Анализ полученных сигналов со спутника дал ученым возможность изучить верхние слои ионосферы, что до этого не представлялось возможным. Кроме того, были получены полезнейшие для дальнейших запусков сведения об условиях работы аппаратуры, проведена проверка всех расчетов, а также определена плотность верхних слоев атмосферы по торможению спутника.

Запуск первого искусственного спутника Земли получил огромный мировой резонанс. О его полете узнал весь мир. Вся мировая пресса говорила об этом событии. В сентябре 1967 года Международная федерация астронавтики провозгласила 4 октября Днем начала космической эры человечества.

Параметры полёта

• Начало полёта - 4 октября 1957 в 19:28:34 по Гринвичу
• Окончание полёта - 4 января
• 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

Устройство

Корпус спутника состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников; радиопередающее устройство; вентилятор; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть.

История запуска

Сигнал спутника

Полёту первого спутника предшествовала титаническая работа советских ракетных конструкторов во главе с Сергеем Королёвым .

1947-1957. За десять лет от «Фау-2» до ПС-1.

История создания Первого спутника есть история ракеты. Ракетная техника Советского Союза и США имела немецкое начало.

Разработанный проект ракеты новой компоновки 20 ноября 1954 г. был одобрен Советом министров СССР. Необходимо было в кратчайшие сроки решить множество новых задач, в которые входили, кроме разработок и строительства самой ракеты, выбор места для стартового полигона, постройка стартовых сооружений, ввод в строй всех необходимых служб и оборудование наблюдательными пунктами всей 7000-километровой трассы полёта. Первый комплекс ракеты Р-7 был построен и испытан в течение 1955-1956 годов на Ленинградском металлическом заводе , одновременно, в соответствии с постановлением правительства от 12 февраля 1955 г. началось строительство НИИП-5 в районе станции Тюра-Там . Когда первая ракета в заводском цеху была уже в сборе, завод посетила делегация основных членов политбюро во главе с Н. С. Хрущёвым. Ракета оказала потрясающее впечатление не только на советское руководство, но и на ведущих учёных.

Мы [ядерщики] считали, что у нас большие масштабы, но там увидели нечто, на порядок большее. Поразила огромная, видимая невооружённым глазом, техническая культура, согласованная работа сотен людей высокой квалификации и их почти будничное, но очень деловое отношение к тем фантастическим вещам, с которыми они имели дело...

- (сб. «Первая космическая», с. 18)

30 января 1956 г. правительством подписано постановление о создании и выводе на орбиту в 1957-1958 гг. «Объекта „Д“» - спутника массой 1000-1400 кг несущего 200-300 кг научной аппаратуры. Разработка аппаратуры была поручена Академии наук СССР, постройка спутника - ОКБ-1, осуществление пуска - Министерству обороны. К концу 1956 г. стало ясно, что надёжная аппаратура для спутника не может быть создана в требуемые сроки.

Мультимедиа

• Звук сигнала с первого искусственного спутника (info)

Литература

• Первая космическая (сборник статей, посвящённых 50-летию начала космической эры) / составитель О. В. Закутняя. - М.: 2007. - ISBN 978-5-902533-03-0

Ссылки

• «Спутник как предостережение», «Los Angeles Times», 30 сентября 2007 - «Москва первой вышла в космос, чтобы перед лицом провокации со стороны США показать военную силу. Прошло пятьдесят лет - и снова начинается то же самое» - Мэтью Бжезинский.
• «Во Франции отмечают годовщину запуска первого советского спутника», «Известия. Ру», 04.10.07 - «Выпущена марка, посвященная 50-летию запуска первого спутника и освоения человечеством космоса»
• Спутник вместо бомбы . Документальный фильм телестудии Роскосмоса

Примечания

День начала космической эры человечества (4 октября 1957 года); провозглашен Международной федерацией астронавтики в сентябре 1967 года (в этот день в СССР осуществлен успешный запуск первого в мире искусственного спутника Земли)

4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник Земли, открывший космическую эру в истории человечества. Спутник, ставший первым искусственным небесным телом, был выведен на орбиту ракетой-носителем Р-7 с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР, получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур. Космический аппарат ПС-1 (простейший спутник-1) представлял собой шар диаметром 58 сантиметров, весил 83,6 килограмма, был оснащен четырьмя штырьковыми антеннами длиной 2,4 и 2,9 метра для передачи сигналов работающих от батареек передатчиков. 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. На 315 секунде после старта ИСЗ отделился от второй ступени ракеты-носителя, и сразу его позывные услышал весь мир. Спутник ПС-1 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. США смогли повторить успех СССР лишь 1 февраля 1958 года, запустив со второй попытки спутник «Эксплорер-1», массой в 10 раз меньше первого ИСЗ. Над созданием искусственного спутника Земли во главе с основоположником практической космонавтики С.П.Королевым работали ученые М.В. Келдыш, М.К.Тихонравов, Н.С.Лидоренко, В.И.Лапко, Б.С.Чекунов и многие другие.

Становление ракетно-космической промышленности и техники в нашей стране практически началось с весны 1946 года. Именно тогда были образованы научно-исследовательские институты, конструкторские бюро, испытательные центры и заводы по разработке и производству баллистических ракет дальнего действия. Тогда появился и НИИ-88 (впоследствии ОКБ-1, ЦКБМ, НПО «Энергия», РКК «Энергия») - главный институт в реактивном вооружении страны, который возглавил С.П.Королев. Совместно с главными конструкторами - по ракетным двигателям, системам управления, командным приборам, радиосистемам, стартовым комплексам и др., С.П. Королев руководил созданием ракетно-космических комплексов, обеспечивающих первые и последующие полеты автоматических и пилотируемых аппаратов. В стране в короткий исторический срок была создана мощная промышленность по выпуску самой разнообразной ракетно-космической техники. Были сконструированы, построены и направлены в космос тысячи аппаратов различного назначения, выполнена огромная работа по изучению космического пространства. Ракетами-носителями «Зенит», «Протон», «Космос», «Молния», «Циклон» на космическую орбиту были выведены научно-исследовательские, прикладные, метеорологические, навигационные, военные спутники «Электрон», «Горизонт», «Старт», «Космос», «Ресурс», «Галс», «Прогноз», спутники связи «Экран», «Молния» и другие. Уникальную работу проделали автоматические космические аппараты при полетах на Луну, Марс, Венеру, к комете Галлея.

в фотографиях

Запуск ракеты-носителя Спутник. Выход человечества в космос.

Стартовая площадка: ракета-носитель 8К71-ПС (Р-7) со Спутником-1.

Старт ракеты-носителя Р-7 с ИСЗ-1. РГАНТД.

Сборка "ПС-1".

"Простейший спутник первый". Процесс сборки.

Компоненты спутника.

Запуск спутника.

Заключительная проверка всех систем.

Внутренняя компоновка ИСЗ-1. РГАНТД.

Головной отсекатель и последняя ступень ракеты-носителя (кадр из учебного фильма).

Общий вид спутника.

Компоновочная схема ИСЗ-1. 1957 г. РГАНТД.

Копия первого в мире искусственного спутника Земли в Национальном музее авиации и космонавтики (National Air and Space Museum), Вашингтон.

Государственная комиссия, руководившая подготовкой пусков Первого и Второго искусственных спутников Земли. 3 ноября 1957 г. РГАНТД.

Слушая сигналы Спутника.

Радиолюбитель Roy Welch из Далласа (США) проигрывает на магнитофоне другим радиолюбителям записанные им сигналы первого советского спутника.

Почтовая марка СССР с изображением Спутника-1.

Почтовая марка, посвящённая 10-летию запуска 1-го спутника Земли - ИСЗ на околоземной орбите. Солнечная галактика - Дата 24 июня 1967.

Почтовый блок в честь 25-летия запуска первого в мире искусственного спутника Земли. СССР 1982 год.

Юбилейная марка "100 лет со дня рождения К.Э. Циолковского" с надпечаткой о запуске первого в мире спутника. Почта СССР 1957.

Памятник создателям первого советского искусственного спутника Земли. Установлен в 1958 году у метро "Рижская" в Москве. Скульптор Ковнер.

Внутри спутника. Макет, М 1:1.

Металлический ключ блокировки, последний оставшийся элемент от первого спутника. Блокировал соединение батарей и передатчика до запуска ракеты. Экспонат Национального музея авиации и космонавтики (National Air and Space Museum), Вашингтон. При выходе на орбиту уже другой предохранитель был отключён и Спутник начал подавать сигнал.

В честь 40-летия запуска спутника, 3 ноября 1997 года, с космической станции "Мир", космонавтами был запущен вручную "Спутник 40" - модель в размере 1/3 первого спутника. Спутник был сделан российскими и французскими студентами.

Примеры первых памятных значков, выпущенных в честь запуска советского спутника №1.

Художественный маркированный конверт посвящённый запуску спутника. Почта СССР, 1957.

Почтовая карточка ГДР, 1981-1983 год, из серии 48 почтовых карточек со штемпелями "25 лет космической эры". (нем. Geschichte der Raumfahrt Vom Feuerpfeil zu Sputnik 1).

Памятная медаль "В честь запуска в СССР первого в мире искусственного спутника Земли 4 октября 1957. Академия наук СССР".

Первая и четвертая страницы обложек журналов "Радио", №12, 1957 и №1, 1958.

Ракета-носитель "Спутник". Слева видны три спутника, которые она выводила на орбиту земли.

Форма радиосигналов первого ИСЗ.

Радиолюбители - призеры журнала "Радио" за научно ценные наблюдения за первыми ИСЗ. "Радио", 1958, №1.

Картина А. Соколова "Свершилось!".

Звуки спутника

(0:14) Запись сделана в Чехословакии

(2:28) Запись сделана в Вашингтоне

(0:23) Запись сделана в Германии

Спутник передавал сигналы в виде телеграфных посылок (т.н. "бипов") длительностью около 0,3 секунды.
Радиоволны шли на двух частотах 20,005 и 40,002 МГц.

Частота сигналов и пауза определялись 2 датчиками:
- давления, порог срабатывания: 0,35 атм
- температуры, порог срабатывания: +50 °С и 0 °С

Радиопередатчики работали в течение двух недель.

Интересные факты:

☆ 30 января 1956 г. вышло постановление о выводе на орбиту в 1957-1958 гг. «Объекта „Д“» - спутника с научной аппаратурой. 200-300 кг научной аппаратуры должна была разработать Академия наук СССР.
14 января 1957 г. Советом Министров СССР утверждена программа лётных испытаний Р-7. И Королёв отправил докладную записку в Совет Министров, написав, что 2 ракеты могут быть готовы, в спутниковом варианте, в апреле - июне 1957, "и запущены сразу же после первых удачных пусков межконтинентальной ракеты".
В феврале на полигоне шли строительные работы, а две ракеты уже были готовы. Королёв, понимая, что аппаратура для спутника будет делаться ещё долго, послал правительству неожиданное предложение:
Имеются сообщения о том, что в связи с Международным геофизическим годом США намерены в 1958 году запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории - объекта «Д» вывести в космос простейший спутник.

☆ После того как Спутник начал подавать сигналы, начался анализ поступивших телеметрических данных. Оказалось:
- Один двигатель "запаздывал", но не менее, чем за секунду до контрольного времени, всё-таки вышел на штатный режим (и старт не был автоматически отменён).
- На 16-й секунде полёта система управления подачи топлива перестала работать, начался повышенный расход керосина, центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени. Отключись он немного раньше и первая космическая скорость могла быть не достигнута.

☆ Многие СМИ того времени писали что спутник можно было наблюдать на небе невооружённым глазом, на самом деле его нельзя было так просто увидеть. А звёздочка, которую видело большое количество людей, была второй ступенью - центральным блоком ракеты (весом 7,5 тонн), он также вышел на орбиту и двигался пока не сгорел.

☆ Советское правительство передало модель "Спутника-1" в дар ООН, модель размещена во входном зале Штаб-квартиры ООН в Нью-Йорке.

☆ В честь 40-летия запуска первого спутника, 4 ноября 1997 года, космонавтами с орбитальной станции "Мир" был вручную запущен "Спутник-40" (модель сделанная российскими и французскими студентами, в масштабе 1:3).

☆ В 2003 году копию "Спутника-1" пытались продать на аукционе eBay. По оценкам некоторых исследователей, в Советском Союзе было изготовлено от четырёх до двадцати моделей (точных копий), для тестирования, демонстраций и дипломатических подарков. Точное количество моделей никто не может назвать, т.к. это было засекреченной информацией, тем не менее многие музеи мира уверяют что у них аутентичная копия.