Разница между спутником и ракетой. Космическая ракета: виды, технические характеристики
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.
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.
Пресс-служба Роскосмоса
в фотографияхЗапуск 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.
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.
Оригинал взят у spacechange в Первый Спутник
Первый рукотворный объект, выведенный на околоземную орбиту представителями человечества. Так все его и знают. Но мало кто знает и помнит, что вместе с ним был выведен и первый объект, который можно назвать первым космическим мусором. Согласно спутниковому каталогу NORAD первым космическим объектом с id 00001, который был выведен на околоземную орбиту, стала вторая ступень ракеты-носителя "Спутник" вместе с искусственным спутником земли (ИСЗ). И только после его отделения последний получил обозначение 00002...
4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый спутник - маленький шарик, который ознаменовал выход человечества за пределы привычного мира и наступления космической эры. В 22 ч 28 мин 34 по московскому времени (19:28:34 UTC) ракета-носитель Р-7 (изделие 8К71ПС) №М1-1ПС сошла со стартового стола и устремилась ввысь. На 116,38 секунде полета отделились разгонные блоки первой ступени, и вторая ступень с полезной нагрузкой продолжила свой путь к целевой орбите. Выключение двигателя второй ступени произошло на 294,6 секунде, в этот момент ступень РН с ИСЗ имела скорость в стартовой системе координат (с учетом импульса последействия) 7780 м/с (28 010 км/ч), угол наклона вектора скорости к местному горизонту 0°24’. Все это произошло на высоте в 228,6 км.
Раньше об этом замалчивалось, но теперь об этом можно говорить. При выведении на орбиту не все прошло так гладко как хотелось бы. Но это были первые шаги в освоении неизведанного, так что шероховатости - это спутники познания. При старте ракеты-носителя наблюдалось запаздывание выхода на первую промежуточную ступень и на режим главной ступени (недостаточный уровень тяги двигателя) основного двигателя блока "Г". Эта задержка могла привести к автоматическому отбою - сбросу схемы. Но на последних долях секунд временного контроля блок "Г" вышел на режим. Затем на 16-й секунде полета отказала система одновременного опорожнение баков ракеты (СОБ) (комплекс приборов и устройств, предназначенных для обеспечения одновременного израсходование компонентов ракетного топлива у ракет с жидкостными реактивными двигателями). Это привело к повышенному расходу керосина. В результате керосина в баке не хватило, чтобы дотянуть до расчетного времени, на которое был настроен интегратор, - 296,4 секунды. Двигатель был выключен на секунду раньше аварийным сигналом "АКТ". Турбина, освободившись от нагрузки керосинового насоса, пошла вразнос и выключила двигатель аварийным контактом, контролирующим число оборотов. В самом конце активного участка одна секунда работы двигателя существенно влияет на орбиту.
Ракета и спутник были выведены на орбиту с апогеем примерно на 80-90 км ниже расчетного.
Несмотря ни на что ракета-носитель доставила искусственный объект созданный человеком на орбиту. Этот день - это кульминация огромного объема проделанной работы.
История задумки и создания.
Еще в 1953 году, когда разворачивались работы над межконтинентальной ракетой Р7 и уже было понятно, что она сможет достичь первой космической скорости, обратился к Михаилу Тихонравову за помощью в теоретическом обосновании возможности запуска искусственного спутника Земли.
Последний подготовил подробную докладную "Об искусственном спутнике Земли", которую Королев 26 мая 1954 года послал в ЦК КПСС и в Совет Министров. Но ответ пришел отрицательным, так как правительству была необходима боевая межконтинентальная ракета, а не ракета-носитель мирного спутника. Сергей Павлович не сдается и 16 июня 1955 направляет новую докладную записку с предложениями по организации работ над космическими объектами, подготовленную сотрудником его ОКБ-1 Ильей Лавровым. И вновь отказ. И вновь Главный конструктор пробует зайти на очередной заход, и на совещании у председателя Военно-промышленного комплекса Василия Рябикова выступает с заявлением о необходимости создания в Академии Наук СССР специального органа по разработке программы научных исследований с помощью серии искусственных спутников Земли. В этом начинании его поддержал Мстислав Келдыш в то время член Президиума АН СССР.
Поддержал тем, что в период с декабря 1955 по март 1956 инициировал ряд совещаний ученых разных специальностей, так или иначе заинтересованных в космических исследованиях. Такой серьезный подход к делу способствовал росту интереса к искусственным спутникам со стороны АН СССР и правительство уже не могло закрывать на это глаза.
30 января 1956 года было принято Постановление ЦК КПСС Совета министров № 149-88сс, которым предусматривалось создание «Объекта Д». Так в документах именовался неориентируемый искусственный спутник Земли весом от 1000 до 1400 килограммов. Под научную аппаратуру выделялось от 200 до 300 килограммов. Срок первого пробного пуска на базе разрабатываемой баллистической ракеты дальнего действия — лето 1957 года.
Этим же постановлением общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для исследований возлагалось на Академию наук СССР, создание спутника как специального носителя аппаратуры для научных исследований - на Министерство оборонной промышленности (головной исполнитель ОКБ-1)...
Заполучив долгожданное постановление, Королёв немедленно приступил к реализации своих далеко идущих планов. В ОКБ-1 появился отдел, который должен был заниматься исключительно разработкой искусственных спутников Земли. Возглавил его, Михаил Тихонравов, перешедший в бюро на постоянную работу. К июлю 1956 года эскизный проект "Объекта Д" был готов. Но уже к концу 1956 года выяснилось, что намеченные планы запуска спутника находятся под угрозой срыва из-за трудностей в создании научной аппаратуры и более низкой, чем расчетная, тяги двигателей ракеты-носителя. Правительство установило новый срок запуска «Объекта Д» — апрель 1958 года.
Столь значительная отсрочка запуска спутника категорически не давала покоя Сергею Павловичу Королёву, и тогда он принимает знаковое решение - 25 ноября 1956 года ОКБ-1 внесло предложение о срочной разработке и запуске так называемого «Простейшего спутника» («Объект ПС») массой порядка 100 килограммов в апреле-мае 1957 года, в период летных испытаний ракеты «Р-7». В дополнении к этому в начале 1957 года Сергей Павлович направил в правительство докладную записку "Предложения о первых запусках искусственных спутников Земли до начала Международного геофизического года".
Предложение Королёва было принято, и 15 февраля 1957 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР № 171-83сс, предусматривающее запуск простейшего неориентированного спутника на орбиту, проверку возможности наблюдения за спутником и приема радиосигналов с его борта. Запуск «Объекта ПС» разрешался только после одного-двух успешных стартов ракеты «Р-7».
Технические характеристики.
Первый спутник был выполнен как герметичный контейнер сферической формы диаметром 580мм, состоящий из двух силовых полуоболочек из алюминиевого сплава АМг-6 толщиной в 2мм, соединенных стыковочными шпангоутами. Передняя оболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном толщиной 1 мм для обеспечения "теплоизолирующего" режима. Задняя силовая полуоболочка, отделенная от бортовых систем внутренним экраном, являлась одновременно радиационной поверхностью системы терморегулирования. Герметичный объем заполнялся сухим азотом при давлении 1,3 атм. Для заправки имелся специальный клапан, штуцер с заглушкой и уплотнением из вакуумной резины.
Соединение полуоболочек осуществлялось посредством 36 шпилек М8х1,25. Герметичность стыка обеспечивало уплотнительное кольцо из вакуумной резины прямоугольного сечения, которое закладывалось в кольцевую канавку одного из шпангоутов. Передняя полуоболочка имела четыре вваренных фитинга для крепления оснований штыревых антенн со штуцерами гермовводов и фланец заправочного клапана. На задней полуоболочке располагались фланец испытательного системного разъема и блокировочный пяточный контакт, включающий автономное бортовое электропитание после отделения Спутника от ракеты-носителя.
Поверхность корпуса Спутника полировалась и подвергалась специальной обработке, чтобы придать ей заданные значения поглощения солнечной радиации AS и коэффициента собственного излучения ρ (внешний экран передней полуоболочки AS=0,2-0,25; снаружи ρ=0,05-0,1; изнутри ρ=0,8-0,9; задняя полуоболочка: AS=0,23-0,27; ρ=0,35-0,45).
Четыре антенны (две длиной - 2,9 метра, две - 2,4 метра) монтировались на передней полуоболочке. Штыри антенн были установлены на изоляторах.
При установке ПС на последней ступени ракеты штыри укладывались вдоль наружной образующей конического переходника (имевшего угол при вершине 46°) и удерживались в таком положении восемью зацепами; после отделения ПС от ракеты-носителя угол между противолежащими штырями увеличивался до 70°, что обеспечивало наилучшую диаграмму направленности антенной системы.
Тепловой режим обеспечивался вентилятором, включавшимся от термореле при температуре равной или выше 30°С. При этом, циркулирующий азот осуществлял передачу тепла "холодной" задней полуоболочке, излучавшей избыток тепла в космическое пространство. При понижении температуры азота до 20-23°С вентилятор выключался, что приводило - в отсутствие конвекции - к значительному увеличению теплового сопротивления между радиационной поверхностью и внутренним объемом Спутника - и таким образом предотвращает дальнейшее снижение температуры.
Внутри гемоконтейнера находились: радио передатчики мощностью 1Вт и массой 3,5 кг (разработчик В.И.Лаппо из НИИ-885); блок питания из трех батарей на основе серебряно-цинковых элементов массой 51 кг (разработанные в Институте источников тока, директор Н.С. Лидоренко); дистанционный переключатель; вентилятор и воздуховод системы терморегулирования; сдвоенные реле системы терморегулирования; контрольное термореле и барореле; бортовая кабельная сеть.
Ламповые радиопередатчики Д-200 работали на частотах 20,005 и 40,002 МГц (длины волн 15м и 7,5м соответственно) импульсами от 0,2 до 0,6 сек (настроенное значение 0,4 сек). Один из передатчиков работал во время пауз в работе другого. При замыкании и размыкании контактов датчиков контроля давления (барореле с настройкой р = 0,35 атм) и температуры (термореле с настройками Т1 = +50°,. Т2 = 0°С) изменялись частоты телеграфных посылок и соотношение между длительностью посылок и пауз между ними, что обеспечивало контроль герметичности и изменения температур внутри ПС. Конструктивно радиопередающее устройство было выполнено в виде блока с внешними габаритами 100х130х390 мм, который с помощью амортизатора крепился к центральному узлу передней полуоболочки корпуса ПС; центрирование его в осевом канале блока питания и восприятие боковых нагрузок осуществлялось шестью пластинчатыми пружинами.
Блок источников тока состоял из трех батарей серебряно-цинковых аккумуляторов. Он имел форму восьмигранной призмы (поперечный размер 450 мм, высота 270 мм) с центральным прямоугольным каналом (170х180 мм), в который вставлялось радиопередающее устройство. Такая форма блока обеспечивала симметричную циркуляцию азота внутри герметичного корпуса и хороший съем тепла, выделяемого передатчиками. Блок питания крепился к стыковочному шпангоуту передней полуоболочки в восьми точках. Две батареи предназначались для питания радиопередающего устройства, а третья батарея - для питания вентилятора системы терморегулирования и коммутирующего устройства.
Включение питания радиопередающего устройства и системы терморегулирования после выведения ПС на орбиту производилось коммутирующим устройством (дистанционным переключателем), которое срабатывало при замыкании пяточного контакта в момент отделения ПС от ракеты-носителя.
Весовая сводка ПС:
Через 19,9 сек после отключения двигателя второй ступени, на 314,5 секунде полета произошло само отделение объекта ПС-1 от ракеты-носителя, который после этого стал первым искусственным спутником Земли. Параметры орбиты первого спутника после выведения были: наклонение орбиты к плоскости экватора - 65,1 град; высота апогея (максимальная высота) - 947 км, высота перигея (минимальная высота) - 228 км, период обращения 96 минут 10,2 секунды. Отделение ПС осуществлялось пневмотолкателем с относительной скоростью 2,73 м/с. Для дублирования было предусмотрено пиротехническое устройство, обеспечивающее отделение со скоростью 1,45 м/с. Одновременно пружинным толкателем со скоростью 0,643 м/с производилось отделение головного обтекателя или защитного конуса, предохранявшего спутник от аэродинамических и тепловых воздействий на участке выведения, при прохождении плотных слоев атмосферы.
Последняя ступень ракеты-носителя с целью предотвращения возможного столкновения со спутником после его отделения притормаживалась с помощью реактивной силы, создаваемой истечением газа из отверстия на верхнем днище баков окислителя за счет оставшегося давления в баке.
Вначале первый спутник и его ракета-носитель двигались почти по одинаковым орбитам, но ракета гораздо сильнее тормозилась атмосферой, и вскоре их траектории заметно разошлись. Ракета-носитель закончила свое существование утром 1 декабря 1957 г. на трассе, проходившей через г. Иркутск - Чукотский полуостров - Аляску и далее вдоль западного побережья Северной Америки. Ракета-носитель вошла в более плотные слои атмосферы, разрушилась и сгорела. То есть она просуществовала 57 дней после запуска. В течение этого времени она совершила 885 оборотов вокруг Земли.
К слову, вторая ступень РН летала не просто так. Помимо того, что она обеспечивала возможность визуального полета первого спутника, она так же давала возможность определять параметры орбиты по засечкам её положения при помощи развернутого на ней уголкового отражателя. Определение координат траектории последней ступени ракеты-носителя радиолокационными станциями продолжалось до конца ноября 1957 г. (до 5 ноября 1957 г. использовалось большое количество станций, но с 6 ноября 1957 г. вели наблюдения только с помощью десяти станций). После 15 ноября 1957 г. выдача информации прекратилась, так как, вероятно, разрушилась ткань уголкового отражателя на ракете-носителе, после чего, по сути, вторая ступень ракеты-носителя стала космическим мусором.
Орбиты второй ступени ракеты-носителя:
Сам первый спутник изначально совершал полный оборот вокруг Земли за #96 ,2# минуты, его средняя высота составляла 586 км. За сутки (или за 15 оборотов вокруг Земли) вследствие торможения ПС в атмосфере период его обращения уменьшился примерно на 1,8 с. Так что уже в конце октября его орбита значительно снизилась: период обращения уменьшился до 95,2 минут, а средняя высота до 530 км. Предполагается, что первый спутник прошел свой последний виток 4 января 1958 г., прожив 92 дня, в течение которых совершил 1400 оборотов вокруг Земли.
Орбиты первого спутника:
Прошло уже 58 лет с момента этого знаменательного, я бы сказал эпохального события. Все кто жил в то время стали свидетелями смены эпох - наступления космической эры. Те же, кто родился после октября 1957 года, родились уже в космическую эру. В эру Спутника, Гагарина, Леонова, Армстронга... Всё только начинается...
Библиография:
Доклад доктора технических наук М. К. Тихонравова на XXIV Международном астронавтическом конгрессе, Баку 1973г.
Черток Б. Ракеты и люди. Фили. Подлипки. Тюратам / Б.Черток. — М.: Машиностроение, 1996.
Первая ступень ракеты состоит из четырёх идентичных по конструкции блоков, напоминающих конусы, размещённых по параллельной схеме вокруг блока второй ступени. Зажигание двигателей первой и второй ступени происходит одновременно, на Земле. Со штатной боевой ракеты, послужившей основой для ракеты «Спутник», были сняты головная часть, вся аппаратура системы управления полётом вместе с отсеком, в котором она размещалась и на котором крепилась головная часть большей массы. Отсек был заменён лёгким коническим переходным отсеком, в котором размещалась минимально необходимая для обеспечения полёта аппаратура системы управления.
- 1 Спутник-3
- 2 Наследие
- 3 Список пусков 8К71ПС и 8А91
- 4 Примечания
- 5 См. также
Спутник-3
Ракета-носитель «Спутник-3» (8А91) стала результатом модернизации ракеты 8К71 и оказалась способна решить задачу (в отличие от ракеты 8К71 второго этапа) выведения на орбиту полезной нагрузки массой ~ 1300 кг (масса третьего ИСЗ составляла 1327 кг). На ракете-носителе 8А91 были установлены форсированные двигатели; также со штатной ракеты была снята система радиоуправления, упрощены приборный отсек и система отделения головной части.
Произведено два пуска ракеты-носителя «Спутник-3» (8А91). При первом запуске вследствие возникновения автоколебаний ракета на 102 секунде полёта разрушилась. Второй пуск этой ракеты успешно произведён 15 мая 1958 года. На орбиту был выведен спутник Д-1.
Наследие
Копия первого наследника «Спутника» - ракеты «Восток», ВДНХ, МоскваВыполнив свою историческую миссию по запуску трёх первых спутников, сама ракета «Спутник» не ушла в историю, а продолжала служить космонавтике в качестве основы для целого семейства более мощных ракет-носителей, непревзойдённого по мощности и совершенству в течение многих лет, ознаменовавших начало космической эры.
Список пусков 8К71ПС и 8А91
| № | Дата | Стартовый комплекс | Примечания | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 4 октября 1957 | 8К71ПС | ПС-1 | Байконур ПУ № 1/5 | Успех . Впервые в мире выведен ИСЗ |
| 2 | 3 ноября 1957 | 8К71ПС | ПС-2 | Байконур ПУ № 1/5 | Успех . Впервые выведено в космос живое существо (собака Лайка) |
| 3 | 27 апреля 1958 | 8А91 | Объект Д №1 | Байконур ПУ № 1/5 | Авария РН . Разрушение ракеты на 102 секунде полёта, из-за автоколебаний |
| 4 | 15 мая 1958 | 8А91 № Б1-1 | Объект Д | Байконур ПУ № 1/5 | Успех . |
Примечания
- Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Ракетный комплекс Р-7 // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). - М., 1996. - 326 с.)
См. также
- Ракеты-носители семейства Р7
| ||||||||||||||||||||
