El 4 října 1957 Lidstvo překročilo hranici, která do té doby existovala pouze ve sci-fi: poprvé objekt vyrobený člověkem dokončil oběžnou dráhu kolem Země. Toto malé zařízení, kovová koule se čtyřmi anténami, se zapsalo do historie jako Sputnik 1 a odstartovalo… vesmírný závod uprostřed studené války, což ve stejné míře vyvolávalo poplachy, nadšení a sny.
Za těmi slavnými lidmi „píp-píp-píp“ Týdny přesycení rádiovými vlnami bylo výsledkem let tajné práce, politických rozhodnutí, vojenské rivality a špičkového inženýrství. Sputnik byl víc než jen družice: stal se symbolem technologické zdatnosti Sovětského svazu, prvotřídním nástrojem propagandy a výchozím bodem řady milníků, které dovedly lidstvo na oběžnou dráhu a později na Měsíc.
Co přesně byl Sputnik 1?
Sputnik 1 byl první umělá družice úspěšně vypuštěn na oběžnou dráhu. Jeho oficiální ruský název se překládá jako „umělá družice Země“, ačkoli se stal populárně známým jako Sputnik, slovo, které v ruštině znamená něco jako „spolucestující“ a že se již po celá desetiletí používalo jako synonymum pro satelit.
Fyzicky byl satelit Hliníková koule o průměru 58 centimetrů Měla leštěnou, lesklou kopuli o průměru 1,5 metru, z níž vyčnívaly čtyři velmi tenké antény o délce 2,4 až 2,9 metru. Tyto antény, nakloněné pod úhlem asi 35 stupňů, dodávaly zařízení nezaměnitelný vzhled „koule s vousy“, který se stal ikonickým v historii astronautiky.
Celková hmotnost Sputniku 1 byla 83,6 kilogramůVětšina této hmotnosti pocházela ze stříbrozinkových baterií, které celkem vážily asi 51 kilogramů a tvořily téměř 60 % celkové hmotnosti. Stříbro použité v těchto bateriích, asi 10 kilogramů, již překročilo hmotnost první americké družice Explorer 1 na oběžné dráze, která vážila 8,3 kg. Uvnitř koule, natlakované dusíkem, bylo umístěno rádiové zařízení, systém tepelné regulace a teplotní a tlakové senzory.
Družice nesená na palubě dva rádiové vysílače Tyto vysílače střídavě vysílaly na frekvencích 20,005 MHz a 40,002 MHz (vlnová délka přibližně 15 a 7,5 metrů) s výkonem 1 watt každý. Vysílaly slavné rádiové impulsy ve skupinách po několika desetinách sekundy, jejichž délka závisela na vnitřní teplotě zařízení, což inženýrům na zemi umožňovalo ověřit, zda vše funguje správně.
Protože koule byla plná stlačený dusíkSputnik měl základní metodu pro detekci potenciálních dopadů mikrometeoritů. Pokles tlaku způsobený propíchnutím pláště by změnil vnitřní tepelné chování a tím i rádiové signály, ačkoli během jeho provozní životnosti nebyly zaznamenány žádné důkazy o takových dopadech.
Od Objektu D k „nejjednoduššímu satelitu“
Zajímavé je, že Sputnik 1 Neměla být prvním sovětským satelitem.Původním plánem konstrukční kanceláře OKB-1 v čele se Sergejem Koroljovem bylo vypustit mnohem větší a sofistikovanější satelit, známý jako Objekt D, s hmotností mezi 1000 a 1400 kilogramy a vědeckými přístroji o hmotnosti 200 až 300 kilogramů.
Tento projekt, koncipovaný v polovině 50. let 20. století pod vedením akademika Mstislav KeldyšJeho cílem bylo provést detailní měření hustoty atmosféry, iontového složení horních vrstev, slunečního větru, magnetického pole a kosmického záření. Akademie věd SSSR Vědecké řízení by zajišťovala OKB-1, konstrukci družice Ministerstvo radiotechnického průmyslu, řídicí a telemetrický systém Ministerstvo námořního průmyslu, gyroskopy Ministerstvo strojírenství, pozemní odpalovací zařízení Ministerstvo obrany a operace odpalování Ministerstvo obrany.
Koncem roku 1956 se však ukázalo, že ambiciózní Objekt D nebude včas hotový. S vývojem se objevily vážné problémy. vědecké přístroje a specifický tah raketových motorů R-7 byl o něco nižší, než se očekávalo (304 sekund specifického impulsu oproti předpokládaným 309-310 sekundám). Sovětská vláda se rozhodla odložit start Objektu D na rok 1958, misi, která později letěla jako Sputnik 3.
V této souvislosti Koroljovův tým, velmi znepokojený tím, že by Spojené státy mohly pokročit se svým programem Vanguard, v dubnu 1957 navrhl vybudovat satelit mnohem jednodušší a lehčínavržený výhradně k demonstraci schopnosti dosáhnout oběžné dráhy. Tak se zrodil tzv. objekt PS, zkratka pro Prostějši Sputnik, což lze přeložit jako „nejjednodušší satelit“.
Dne 15. února 1957 Rada ministrů SSSR formálně schválila Objekt PS. Nová družice neměla překročit hmotnost 100 kilogramů a musela být hotová během několika měsíců. V rámci projektu se obešla bez sofistikovaného vědeckého vybavení Objektu D a zvolila robustní konstrukci, rychlou konstrukci a extrémně spolehlivý rádiový systém, který mohly sledovat sovětské i mezinárodní stanice. amatérští radiooperátoři z celého světa.
Raketa R-7 a tajemství kosmodromu Bajkonur
Aby SSSR dostal Sputnik na oběžnou dráhu, uchýlil se k Mezikontinentální balistická střela (ICBM) R-7, na Západě známá jako SS-6 nebo T-3 a pod označením GRAU 8K71. Byla to první operační mezikontinentální balistická raketa na světě a zrodila se s jasně vojenským účelem: přepravit velkou jadernou hlavici tisíce kilometrů.
Rozhodnutí o stavbě R-7 bylo učiněno dne Květen 20 1954 Ústředním výborem Komunistické strany a Radou ministrů. Byla navržena s velmi velkorysou rezervou tahu, protože sovětští inženýři si nebyli jisti, kolik bude užitečné zatížení vodíkové bomby skutečně vážit. Tato „přehnaná síla“ se nakonec ukázala jako klíčová pro přizpůsobení střely pro vypouštění satelitů.
Místo vybrané pro testy R-7 bylo 5. polygon Tyuratamuv Kazachstánu, dnes světoznámém jako kosmodrom Bajkonur. Výběr lokality byl schválen v únoru 1955, ale stavební práce pokračovaly až do roku 1958. V té době se jednalo o přísně tajné zařízení, které se vyznačovalo blízkostí jednoduché železniční stanice uprostřed stepi.
První starty R-7 nebyly zrovna procházkou růžovým sadem. Květen 15 1957 První prototyp havaroval poté, co 98 sekund po startu vypukl v jednom z bočních modulů (blok D) požár. Třetí pokus, 12. července, také skončil špatně kvůli zkratu, který způsobil ztrátu kontroly a předčasné oddělení modulů, přičemž raketa havarovala asi 7 km od odpalovací rampy. Dokonce došlo k neúspěšnému startu druhé rakety kvůli chybě při montáži.
Přesto se 21. srpna a 7. září konaly [akce] dva úspěšné startycož prokázalo, že R-7 fungovala dostatečně dobře na to, aby podle Koroljova názoru riskovala jednu z těchto raket ve snaze dostat PS-1 na oběžnou dráhu. Armáda souhlasila pod podmínkou, že raketa nashromáždí tyto dva po sobě jdoucí úspěchy a že bude akceptováno odložení jejího vojenského využití.
Vývoj a konstrukce „PS-1“
Konkrétní konfigurace satelitu PS byla definována v klíčové konverzaci, 25 listopadu 1956mezi Sergejem Koroljovem a inženýrem Michailem Tichonravovem. Ten se již léta zasazoval o důležitost vypuštění umělé družice a tlačil na to, aby byl Objekt D alespoň dočasně opuštěn ve prospěch mnohem jednodušší a rychleji sestavitelné konstrukce.
Detailní návrh satelitu připadl Nikolaj KutyrkinZpočátku se rozhodl pro kuželovitý tvar přizpůsobený aerodynamickému konci krytu R-7. Koroljov však trval na tom, aby se jednalo o dokonalou kouli, a to jak z estetických důvodů, tak pro usnadnění pozorování z jakéhokoli úhlu, a toto rozhodnutí nakonec zvítězilo.
Výsledkem byla kulová družice o průměru 58 cm se dvěma anténami o průměru 2,4 metru a dvěma dalšími o průměru 2,9 metru, které tvořily paprsek nakloněný vzhledem k ose. dvě hliníkové polokoule Byly spojeny 36 šrouby a jejich vnitřek byl natlakován dusíkem. Uvnitř byly instalovány baterie, dvojitý vysílač D-200, systém tepelné regulace a telemetrické senzory zodpovědné za monitorování vnitřní a vnější teploty a tlaku.
Rádiové zařízení bylo vyvinuto v laboratoři Vjačeslav Lappo v institutu NII-885, pod vedením Michaila Rjazanského. Byl navržen tak, aby střídavě vyzařoval krátké pulzy na dvou frekvencích, 20,005 MHz a 40,002 MHz. Délka pulzu se pohybovala mezi 0,2 a 0,6 sekundy v závislosti na vnitřní teplotě družice, a to ve třech rozsazích (pod 0 °C, mezi 0 a 50 °C a nad 50 °C). Tímto způsobem mohli inženýři ze země ověřit, zda družice pracuje v očekávaných podmínkách.
Paradoxně, v době, kdy by se dnes zdálo logické vypustit družici pro jednoduchost připojenou k hornímu stupni, se Koroljov rozhodl, že PS by měl odděleně od bloku A R-7, právě proto, aby neexistovaly žádné pochybnosti o jejím statusu jako nezávislého objektu na oběžné dráze. V praxi Sovětský svaz toho dne vynesl na oběžnou dráhu tři objekty: Sputnik, kryt aerodynamického krytu a obrovský centrální stupeň rakety, dlouhý 18 metrů a vážící asi 7,5 tuny.
Zahájení provozu 4. října 1957
Nastala klíčová noc 4 října 1957Ve 22:28:47 moskevského času (brzy ráno 5. podle kazašského místního času) odstartovala z prostoru 1 zkušebního polygonu NIIP-5 raketa 8K71PS s výrobním číslem M1-1, mírně upravená varianta R-7 přizpůsobená pro vypouštění družic. V řídicím bunkru otočil klíčem k zapálení 24letý poručík Boris Čekunov.
Let nebyl na milimetry dokonalý, ale stačil. Za 116 sekund se oddělily čtyři boční motory střely a hlavní motor Block A se vypnul o sekundu dříve, než bylo plánováno, za 295,4 sekundy. Tento malý rozdíl znamenal, že celý systém byl v mírně nižší oběžná dráha z plánovaných: 228 x 947 km, oproti původně vypočítaným 225 x 1450 km, se sklonem 65,1 stupňů a periodou rotace přibližně 96,2 minuty.
Asi 20 sekund po vypnutí motoru se malá družice PS oddělila od stupně Blok A. Družice se stabilizovala na své eliptické oběžné dráze a začala vysílat své nezaměnitelné rádiové signály. Koroljov a jeho tým si však s lehkostí nevzdechli, dokud… znovu přijmout signál Po úplném oběhu a ověření, že je satelit stále „živý“, Koroljov telefonicky informoval Nikitu Chruščova, který byl v Kyjevě, o úspěchu.
Vysílače Sputniku 1 fungovaly přibližně 21 dny…dokud se nevybily chemické baterie. Během této doby mohly tisíce radioamatérských operátorů po celém světě slyšet pípání satelitu, někdy dokonce dříve než oficiální sledovací stanice některých západních zemí, které musely rychle přenastavit svá zařízení na frekvence používané Sověti.
Družice zůstala na oběžné dráze bez rádiové aktivity až do 4 ledna 1958Toho dne se po 92 dnech ve vesmíru, zhruba 1440 dokončených oběhech a uletě asi 70 milionů kilometrů při opětovném vstupu do atmosféry rozpadla. Její apogeum se postupně snižovalo z původních 947 km na zhruba 600 km začátkem prosince.
Sledování a pozorování Sputniku po celém světě
SSSR na svou dobu zavedl poměrně sofistikovaný sledovací systém. V blízkosti kosmodromu byl postaven [nejasný – možná „odkaz na vesmírnou stanici“ nebo podobnou stavbu]. komplex observatoře s dalekohledy a radary a v Moskvě, v Bolševu, ústav NII-4 Ministerstva obrany centralizoval příjem dat a výpočet parametrů oběžné dráhy.
Na národní úrovni existuje druhý komplex, Velitelsko-měřicí komplexMěla koordinační centrum v samotném NII-4 a sedm sledovacích stanic rozmístěných podél oběžné dráhy: Tjuratam, Sary-Šagan, Jenisejsk, Ključi, Jelizovo, Makat a Iškup. Tyto stanice byly vybaveny radarem, optickými přístroji a telegrafními komunikačními systémy pro odesílání měření do Moskvy, která byla použita k výpočtu přesné oběžné dráhy jak stupně Blok A, tak i satelitu.
Pro sledování trajektorie rakety během výstupu byl použit systém tzv. TralTento systém, vyvinutý Moskevským energetickým institutem (OKB MEI), umožňoval příjem a řízení dat z transpondérů instalovaných v hlavním stupni rakety R-7. I po oddělení Sputniku pomohla poloha stupně zpřesnit výpočet oběžné dráhy satelitu, protože se pohybovaly po velmi podobné trajektorii ve známé vzdálenosti.
Pokud jde o pozorování ze zahraničí, radioamatéři v mnoha zemích bez větších obtíží detekovali vysílání Sputniku a nosná raketa byla sledována radarem ze Spojeného království pomocí… Lovellův dalekohled v Jodrell Bank, jediném radioteleskopě, který byl tehdy schopen takového úkolu. V Kanadě byla observatoř Newbrook první, kdo vyfotografoval satelit ze Severní Ameriky.
Jeden detail, na který se často zapomíná, je, že to, co většina lidí viděla zářit na noční obloze Nebyl to malý SputnikNejednalo se o první stupeň s vizuální magnitudo blízkou 6, což je na hranici lidského vidění, ale spíše o gigantický stupeň Block A, který dosáhl magnitudy 1 a byl vybaven dalšími reflexními prvky, aby byl lépe viditelný. Po léta byl tento stupeň největším objektem vyneseným na oběžnou dráhu.
Vědecké cíle Sputniku 1
Přestože byla PS navržena jako zjednodušená družice, v žádném případě se nejednalo o pouhý „kus haraburdí“ na oběžné dráze. Její mise měla jasný vědecký aspekt. Prostřednictvím analýzy rádiových signálů byly získány údaje o hustota elektronů v ionosféře a o šíření rádiových vln v horních vrstvách zemské atmosféry.
Délka a vzorec pípnutí poskytovaly informace o vnitřní a vnější teplota koule, což vědcům umožnilo pozorovat, jak se tlakové plavidlo chová v extrémním vesmírném prostředí: cykly ohřevu a ochlazování, sluneční záření, průchod zemským stínem atd. Pokud by koule ztratila tlak, naměřené teploty by se změnily a odhalily by propíchnutí mikrometeority, k čemuž nakonec nedošlo.
Tato data sloužila jako experimentální základ pro následné družice, které měly obsahovat mnohem složitější přístroje. Samotný program Sputnik byl součástí Sovětský příspěvek k Mezinárodnímu geofyzikálnímu roku z let 1957-1958, řízená OSN, která se snažila koordinovat úsilí tisíců vědců z desítek zemí při studiu Země a jejího kosmického prostředí.
Kosmická sonda navíc poskytla nepřímé informace o hustota vzduchu v horních vrstvách Díky studiu změn její oběžné dráhy v čase docházelo k postupnému zpomalování družice v důsledku tření o zbývající atmosféru, což způsobilo pokles jejího apogea a nakonec její návrat do atmosféry.
Z praktičtějšího hlediska Sputnik umožnil testování technologií telemetrie, tepelná regulace a konstrukční návrh Ty se ukázaly jako zásadní pro další generaci satelitů a krátce poté i pro první kosmickou loď s lidskou posádkou. Pro sovětské inženýry to bylo neocenitelné testovací prostředí.
Program Sputnik a následné milníky
Sputnik 1 byl prvním z série čtyř satelitů integrován do programu Sputnik. Z nich se třem podařilo dosáhnout oběžné dráhy: Sputniku 1, Sputniku 2 a Sputniku 3. První zahájil kosmický věk, druhý se stal prvním orbitálním letem s živou bytostí a třetí se pokusil o mnohem složitější vědeckou misi.
Méně než měsíc po prvním uvedení na trh, 3 listopadu 1957V roce 1968 Sověti vypustili Sputnik 2 se psem Lajkou na palubě. Byla to první živá bytost umístěná na oběžnou dráhu kolem Země. Mise, narychlo navržená, nezahrnovala řízený návrat do atmosféry a Lajka zemřela několik hodin po startu kvůli přehřátí kabiny, ačkoli po celá desetiletí se oficiální verze lišila.
Sputnik 3, který konečně vzlétl v roce 1958, zahrnoval mnoho nápadů z Objekt D Původní mise se jednalo o rozsáhlou a složitou družici vybavenou řadou vědeckých přístrojů, které měly mimo jiné studovat záření z Van Allenových pásů, oblasti nabitých částic zachycených magnetickým polem Země. Je ironií, že navzdory svým ambicím se misi nepodařilo tyto pásy přesně změřit, což byl úkol, který nakonec splnila americká sonda Explorer 1.
První velké selhání programu nastalo při dřívějším pokusu o vypuštění Sputniku 3, který skončil katastrofou. Přesto mise Sputniku umožnily SSSR propojit sérii efekty což posílilo jak jeho vědeckou prestiž, tak i jeho politický obraz ve světě.
Kromě těchto družic vydláždily zkušenosti získané s R-7 a s konstrukcí orbitálních vozidel cestu k řadě milníků: letu Jurije Gagarina na palubě Vostok 1 V roce 1961 první člověk ve vesmíru; mise Valentiny Těreškovové v roce 1963 první žena na oběžné dráze; první sondy, které dosáhly Měsíce a Venuše, a první výstup do vesmíru, který provedl Alexej Leonov v roce 1965.
Politický dopad a tzv. „Sputnikův efekt“
Start Sputniku 1 byl pro západní svět, a zejména pro Spojené státy, brutálním šokem. Studená válkaSkutečnost, že se SSSR podařilo umístit na oběžnou dráhu satelit, znamenala nejen vědecký pokrok, ale také prokázání, že SSSR vlastní raketu schopnou dosáhnout cílů na druhé straně planety.
V roce 1955 Washington i Moskva oznámily svůj záměr vypustit družice během Mezinárodního geofyzikálního roku. Američané tento projekt veřejně podpořili. Předvojčástečně civilní povahy, zatímco armáda s týmem Wernhera von Brauna pracovala na variantách rakety Jupiter C, které by teoreticky již byly schopné dosáhnout oběžné dráhy, pokud by byly vybaveny aktivním koncovým stupněm namísto jednoduchého balastu, jak se stalo při zkušebním startu v září 1956.
SSSR zase propagoval myšlenku umělé družice mezi svými vůdci po léta, s osobnostmi jako například Tichonravov a Keldyš obhajoba projektu. Na Západě však nikdo nebral sovětská oznámení příliš vážně, dokud se v rádiích po celém světě nerozezněly pípání Sputniku. Pocit, že Spojené státy technologicky zaostávají, vedl k tzv. „Sputnikův efekt“.
Psychologický dopad byl obrovský. Americká veřejnost poprvé pocítila možnost přímé hrozby z vesmíru a pochopila, že stejná raketa, která vynesla satelit na oběžnou dráhu, by mohla být použita k odpálení jaderné bomby na jejich území. Politická reakce byla rychlá: NASA byla založena v roce 1958Byly urychleny programy raket Atlas a Titan a investice do vědeckého a technologického vzdělávání byly zdvojnásobeny.
Symbolicky sovětský úspěch posílil obraz SSSR jako alternativní model společnosti a politického systému. Pro mnoho rozvojových zemí byl Sputnik interpretován jako důkaz, že socialistický stát může konkurovat Spojeným státům a v oblasti vyspělých technologií je i předčit. To Moskvě umožnilo prezentovat se jako „maják“ pokroku pro části tzv. třetího světa.
Nicméně, tatáž demonstrace síly spustila kolosální vesmírné a zbrojení. Soutěž, která pokračovala nejméně do poloviny 70. let, zahrnovala milníky, jako například společné dokování. Apollo-Sojuz V roce 1975 to sice vyvolalo geopolitické napětí, ale také to podnítilo rozvoj technologií, které jsou dnes součástí našeho každodenního života.
Vzpomínky, repliky a kulturní odkaz Sputniku
Malý kovový satelit zanechal stopu nejen v dějepisných knihách a geopolitice, ale také v populární kultuře a kolektivní paměti. V samotném Rusku několik repliky Sputniku 1 Jsou vystaveny v muzeích, jako je Muzeum kosmonautiky v Moskvě nebo v zařízeních RKK Energia, nástupce Koroljovovy OKB-1.
Mimo Rusko lze vidět i kopie ikonické družice. Jedna visí vedle ruského velvyslanectví v Madridu, zatímco druhá je vystavena v Národní letecké a kosmické muzeum Z Smithsonova institutu ve Washingtonu, D.C. Dokonce i Organizace spojených národů dostala darem model v plné velikosti, který dnes zdobí halu jejího sídla v New Yorku jako trvalou připomínku začátku kosmického věku.
V roce 2003 se na eBay prodával záložní Sputnik 1, známý jako „model PS-1“. Pocházel z vědeckého ústavu poblíž Kyjeva, kde byl léta vystaven, i když bez rádiového vybavení, které bylo v 60. letech 20. století odstraněno kvůli vojenskému využití. Odhaduje se, že jich bylo vyrobeno mezi [chybějící číslo]. čtyřiadvacet funkčních modelů pro integrační testování a testování půdy.
Ozvěna Sputniku dosáhla i literatury a populární vědy. V roce 2001 Pavel Dickson vydal knihu Sputnik: Šok stoletíkterá analyzuje politický, kulturní a technologický dopad této malé družice na americkou společnost a světové dějiny. Od té doby se k tomuto tématu vrátila řada autorů a popularizátorů a zdůrazňovala, jak „moment Sputniku“ předefinoval celé národní priority.
V Rusku zůstává vzpomínka na Sputnik živá mezi generacemi, které vyrůstaly pod… mytologie kosmonautikyMnoho návštěvníků Muzea kosmonautiky v Moskvě o tomto činu slyšelo, i když si někdy pamatují jen datum a fakt, že SSSR byl první zemí, která vypustila družici. Pro jiné je zdrojem národní hrdosti a připomínkou doby, kdy země vedla některé z nejpozoruhodnějších vědeckých pokroků světa.
Kosmodrom Bajkonur, odkud byl Sputnik 1 vypuštěn, dodnes zůstává jedním z hlavních nervových center světová astronautikaOdtud odlétají kosmické lodě Sojuz k Mezinárodní vesmírné stanici a pokračují v vypouštění satelitů všech typů. Ruská kosmická agentura Roskosmos mezitím vyvíjí nové projekty, jako je například kabina Orjol (dříve známá jako Federace) pro lety do dalekého vesmíru a kosmodrom Vostočnyj jako částečná náhrada za Bajkonur.
Rivalita éry Sputniku ustoupila scénáři Mezinárodní spolupráce Na mnoha frontách, se společnými misemi Roskosmosu, NASA a ESA, jako je program ExoMars nebo projekty průzkumu Měsíce. I tak je vzpomínka na tuto malou družici přítomna vždy, když se diskutuje o nových vesmírných programech a možnosti zřízení základen na Měsíci nebo cestování na Mars.
Při pohledu zpět se Sputnik 1 zhustil do 83,6 kilogramů kovu, což znamenalo změnu celé éry: byl technologickou demonstrací, vědeckým přístrojem, propagandistickou zbraní a spouštěčem… hluboká transformace v tom, jak se lidstvo vnímá, nikoliv omezené na povrch své planety, ale schopné vydat se do vesmíru, osídlit oběžnou dráhu stovkami satelitů a snít o stále vzdálenějších destinacích.
