Сегодня эти спутники кажутся до смешного простыми - советские "Спутники 1 и 2" и американские "Эксплорер" и "Авангард". Сейчас студенты делают более сложные космические аппараты. Но в свое время вывод на орбиту вокруг Земли творений рук человеческих было огромным достижением и произвело неизгладимое впечатление на современников. В 1957-1958 годы, в период максимум солнечной активности был проведён международный геофизический год.В рамках МГГ были запущены советские ИСЗ «Спутник-1», «Спутник-2» и «Спутник-3», а также американские спутники «Эксплорер-1», «Авангард-1», «Эксплорер-3» и «Эксплорер-4».
Спутник-1 - первый искусственный спутник Земли , первый космический аппарат, был запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника - ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур) на ракете-носителе «Спутник» (Р-7).

Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Так как спутник был неориентирован, то четырёхантенная система давала равномерное излучение во все стороны.

Первый в мире искусственный спутник Земли.

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. Масса: 83,6 кг.
30 января 1956 г. правительством СССР 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.
14 января 1957 г. Советом Министров СССР утверждена программа лётных испытаний ракеты Р-7. Тогда же Королёв направил докладную записку в Совет Министров, где писал, что в апреле - июне 1957 года могут быть подготовлены две ракеты в спутниковом варианте, «и запущены сразу же после первых удачных пусков межконтинентальной ракеты». В феврале всё ещё продолжались строительные работы на полигоне, две ракеты уже были готовы к отправке. Королёв, убедившись в нереальности сроков изготовления орбитальной лаборатории, шлёт 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.
15 февраля это предложение было одобрено.
В начале марта первая ракета Р-7 доставлена на техническую позицию полигона, а 5 мая вывезена на стартовую площадку. Подготовка к пуску длилась неделю, на восьмой день началась заправка. Пуск состоялся 15 мая в 19:00 по местному времени. Старт прошёл нормально, но на 98-й секунде полёта произошёл сбой в работе одного из боковых двигателей, ещё через 5 сек все двигатели автоматически отключились и ракета упала в 300 км от старта. Причиной аварии было возникновение пожара в результате разгерметизации топливной коммуникации высокого давления. Вторая ракета, Р-7 подготовлена с учётом полученного опыта, но запустить её вовсе не удалось. 10-11 июня делались многократные попытки пуска, но в последние секунды срабатывала защитная автоматика. Выяснилось, что причиной была неправильная установка клапана азотной продувки и замерзание главного кислородного клапана. 12 июля пуск ракеты Р-7 снова прошёл неудачно, эта ракета пролетела всего 7 километров. Причиной на этот раз стало замыкание на корпус в одном из приборов системы управления, в результате чего прошла ложная команда на рулевые двигатели, ракета значительно отклонилась от курса и была автоматически остановлена.
Наконец, 21 августа 1957 г. осуществился успешный запуск, ракета нормально прошла весь активный участок полёта и достигла заданного района - полигона на Камчатке. Головная часть её полностью сгорела при входе в плотные слои атмосферы, несмотря на это 27 августа ТАСС сообщило о создании в СССР межконтинентальной баллистической ракеты. 7 сентября осуществлён второй полностью успешный полёт ракеты, но головная часть снова не выдержала температурной нагрузки, и Королёв вплотную занялся подготовкой к космическому запуску.
Как писал Б.Е.Черток, по результатам лётных испытаний пяти ракет было очевидно, что она может летать, но головная часть требует радикальной доработки. Это потребует, по расчётам оптимистов, не менее полугода. Разрушение головных частей открыло дорогу для пуска Первого простейшего спутника.
С. П. Королёв получил согласие Н. С. Хрущёва на использование двух ракет для экспериментального пуска простейшего спутника.

Первый вариант Р-7, испытывавшийся в 1957 году.

Проектирование простейшего спутника началось в ноябре 1956 года, а в начале сентября 1957 г. ПС-1 прошёл окончательные испытания на вибростенде и в термокамере. Спутник был разработан как очень простой аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазон передатчиков простейшего спутника был выбран так, чтобы слежение за спутником могли осуществлять радиолюбители.
22 сентября в Тюра-Там прибыла новая ракета Р-7 . По сравнению с военными образцами, она была значительно облегчена: массивная головная часть заменена переходом под спутник, снята аппаратура системы радиоуправления и одна из систем телеметрии, упрощена автоматика выключения двигателей; масса ракеты в результате была уменьшена на 7 тонн.
2 октября Королёвым был подписан приказ о лётных испытаниях ПС-1 и направлено в Москву уведомление о готовности. Ответных указаний не пришло, и Королёв самостоятельно принял решение о постановке ракеты со спутником на стартовую позицию.
В пятницу, 4 октября, в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени (19 часов 28 минут 34 секунды по Гринвичу) был совершён успешный запуск. 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 314,5 секунде после старта произошло отделение Спутника и он подал свой голос. «Бип! Бип!» - так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «…В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»
Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее, чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени.
"Ещё немного - и первая космическая скорость могла быть не достигнута.
Но победителей не судят!
Великое свершилось!" (Б.Е.Черток).
Спутник 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. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.
Борис Евсеевич Черток писал: "Общепринятое в то время представление, что без специальной оптики, визуально, мы наблюдаем ночью подсвечиваемый солнцем спутник, неверно. Отражающая поверхность спутника была слишком мала для визуального наблюдения. На самом деле наблюдалась вторая ступень - центральный блок ракеты, который вышел на ту же орбиту, что и спутник. Эта ошибка многократно повторялась в средствах массовой информации"

Несмотря на то, что на спутнике полностью отсутствовала какая-либо научная аппаратура, изучение характера радиосигнала и оптические наблюдения за орбитой позволили получить важные научные данные.Характер изменений орбиты позволил произвести предварительную оценку величины плотности атмосферы на орбитальных высотах, её высокое значение (порядка 10 8 атомов/см³) стало для геофизиков большой неожиданностью. Результаты измерения плотности высоких слоёв атмосферы позволили создать теорию торможения спутников.

Спутник-2 - второй космический аппарат , запущенный на орбиту Земли 3 ноября 1957, впервые выведший в космос живое существо - собаку Лайку. Официально спутник был запущен в рамках Международного геофизического года. Спутник-2 представлял собой конической формы капсулу 4-метровой высоты, с диаметром основания 2 метра, содержал несколько отсеков для научной аппаратуры, радиопередатчик, систему телеметрии, программный модуль, систему регенерации и контроля температуры кабины. Собака Лайка размещалась в отдельном опечатанном отсеке. Еда и вода подавались собаке в виде желе. Вентилятор для охлаждения собаки начинал работать при температуре свыше 15 °C. На Спутнике-2 не было установлено телекамер (телевизионные изображения собак на Спутнике-5 часто принимают за изображения Лайки).

Собака Лайка.

Хрущёв, оценив политический успех запуска «Спутника-1», потребовал от ОКБ-1 к 40-й годовщине Октябрьской революции запустить ещё один спутник. Времени на разработку нового спутника тем самым было выделено очень мало и усовершенствовать существующие системы обеспечения жизнедеятельности за столь короткий срок не было возможности. Поэтому эксперимент с Лайкой получился очень коротким: из-за большой площади контейнер быстро перегрелся, и собака погибла уже на первых витках. Но в любом случае, источников электроэнергии для питания системы жизнеобеспечения хватало максимум на шесть суток и не были разработаны технологии безопасного спуска с орбиты.
Через 5-7 часов полёта физиологические данные более не передавались и начиная с четвёртого витка нельзя было получить никаких данных о состоянии собаки. Позднее исследования показали, что Лайка вероятно умерла от перегрева через 5-7 часов полёта. Но этого было достаточно, чтобы доказать что живой организм может выдерживать длительное пребывание в невесомости.

«Эксплорер-1» (Исследователь) - первый американский искусственный спутник Земли , запущенный 1 февраля 1958 года командой Вернера фон Брауна. Спутник «Эксплорер-1» прекратил радиопередачи 28 февраля 1958 года, находился на орбите до марта 1970 года.
Этому запуску предшествовала неудачная попытка ВМС США запустить спутник «Авангард-1», широко разрекламированный в связи с программой Международного Геофизического Года.
Фон Брауну по политическим причинам долго не давали разрешения на запуск первого американского спутника, поэтому подготовка к запуску «Эксплорера» началась всерьёз лишь после аварии «Авангарда».

Вернер фон Браун (второй справа) у полномасштабного макета Эксплорера с последней ступенью РН.

Для запуска была создана форсированная версия баллистической ракеты Редстоун, названная Юпитер-С, первоначально предназначавшаяся для испытания уменьшенных макетов боеголовок. Является прямым развитием немецкой ракеты Фау-2.
Для достижения орбитальной скорости использовалась связка из 15 твердотопливных ракет «Сержант», которые были, фактически, неуправляемыми реактивными снарядами с примерно 20 кг твёрдого топлива каждый; 11 ракет составляли вторую ступень, 3 - третью, и последняя - четвёртую. Двигатели второй и третьей ступени были смонтированы в двух вставленных друг в друга цилиндрах, а четвёртая устанавливалась сверху. Вся эта связка раскручивалась электромотором перед стартом. Это позволяло ей сохранять заданное положение продольной оси во время работы двигателей. Юпитер-С не имел четвёртой ступени, переделанная для запуска спутника ракета «задним числом» была названа Юнона-1.
Отработавшие двигатели 2-й и 3-й ступеней последовательно сбрасывались, но от 4-й ступени спутник не отделялся. Поэтому в различных источниках приводятся массы спутника, как с учётом пустой массы последней ступени, так и без неё. Без учёта этой ступени масса спутника была ровно в 10 раз меньше массы первого советского ИСЗ - 8,3 кг, из них масса аппаратуры 4,5 кг. Тем не менее, в состав её входили счётчик Гейгера и датчик метеорных частиц.
Орбита «Эксплорера» была заметно выше орбиты первого ИСЗ, и если в перигее счётчик Гейгера демонстрировал ожидаемое космическое излучение, которое было уже известно по запускам высотных ракет, то в апогее он вообще не давал сигнала. Джеймс Ван Аллен предположил, что в апогее счётчик входит в насыщение из-за нерасчётно высокого уровня облучения. Он рассчитал, что в этом месте могут находиться протоны солнечного ветра с энергиями 1-3 МэВ, захваченные магнитным полем Земли в своеобразную ловушку. Позднейшие данные подтвердили эту гипотезу, и радиационные пояса вокруг Земли называют поясами ван Аллена.

«Авангард-1» - спутник, запущенный в США 17 марта 1958 года по программе Международного Геофизического года. Спутник имел при запуске массу 1474 грамм, что было значительно меньше, чем масса советских ИСЗ и даже спутника «Эксплорер-1» (8,3 кг), уже запущенного полутора месяцами раньше. Хотя планировалось, что «Авангард» полетит ещё в 1957 году, авария ракеты (Авангард TV3) в момент попытки запуска нарушила эти планы, и спутник стал вторым американским аппаратом в космосе. Зато достаточно высокая орбита обеспечила ему гораздо более долгую жизнь. Он и сейчас находится на орбите, спустя 50 лет после запуска. Это самый старый искусственный объект, находящийся в околоземном космическом пространстве.

Спутник имеет форму шара с 6 стержнями антенн. Диаметр сферической оболочки - 16,3 см, питание аппаратуры спутника осуществлялось от ртутно-цинковых батарей, дополнительно, маломощный передатчик получал энергию от солнечных батарей.

Авангард-1.

Сложная судьба этого спутника была связана с соперничеством ракетных программ ВВС, ВМС и армии США, каждый из родов войск стремился разработать собственную ракету, программа «Авангард» относилась к флоту, программа «Эксплорер» - к армии. Ракета «Авангард», в отличие «Юпитер-С», запустившей «Эксплорер», была специально разработана как ракета для запуска ИСЗ. Она весила всего 10 тонн и остаётся самой миниатюрной из ракет-носителей с жидкостными двигателями. Конструкция ракеты была весьма противоречива, на первой ступени использовались керосин и жидкий кислород, на второй - азотная кислота и НДМГ. Кроме того, ракета заправлялась жидким пропаном (использовался для работы двигателя второй ступени и для ориентации) и концентрированной перекисью водорода (для турбонасоса подачи топлива первой ступени). Такая «мешанина» была обусловлена стремлением сократить финансовые и временные издержки и максимально использовать уже имевшееся «железо» геофизических ракет «Викинг» и «Аэроби». Ракета вышла не очень надёжной, менее половины пусков были удачными.
Кроме «Авангарда-1», на орбиту были выведены «Авангард-2» и «Авангард-3», они были заметно больше и тяжелее «родоначальника», хотя и оставались, по современной классификации, микроспутниками массой 10-20 кг. «Авангард-1» следует отнести к наноспутникам.
Несмотря на пренебрежительное отношение к «грейпфруту» (даже и в США), он помог совершить довольно серьёзные открытия, включая уточнение формы Земли.
«Эксплорер-3» - американский искусственный спутник Земли, запущенный 26 марта 1958 года командой Вернера фон Брауна. Аналогичен по конструкции и задачам первому американскому спутнику «Эксплорер-1». Второй успешный запуск в рамках программы «Эксплорер».В результате полёта Эксплорера-3 подтвердилось существование радиационного пояса Земли, открытого Джеймсом Ван Алленом.

Спутник-3 (объект Д) - советский искусственный спутник Земли, запущенный 15 мая 1958 с космодрома Байконур облегченной модификацией межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, названной Спутник-3.
Первый запуск 27 апреля 1958 года закончился аварией ракеты-носителя.Объектом Д спутник назывался по порядковому номеру типа полезной нагрузки. Объектами А, Б, В, Г были разные виды ядерных боеголовок.
Спутник-3 был первым полноценным космическим аппаратом, обладающий всеми системами, присущими современным космическим аппаратам. Имея форму конуса с диаметром основания 1,73 метра и высотой 3,75 метра, спутник весил 1327 килограммов. На борту спутника было размещено 12 научных приборов. Последовательность их работы задавало программно-временное устройство. Впервые предполагалось применить бортовой магнитофон для записи телеметрии на тех участках орбиты, которые не были доступны наземным станциям слежения. Непосредственно перед стартом была обнаружена его неисправность, и спутник отправился в полет с неработающим магнитофоном.

Спутник - 3.

Впервые бортовая аппаратура принимала и исполняла команды, переданные с Земли. Впервые была использована активная система терморегулирования для поддержания рабочих температур. Электроэнергию обеспечивали одноразовые химические источники, в дополнение к которым для экспериментальной проверки впервые в СССР были использованы солнечные батареи, от которых работал небольшой радиомаяк. Его работа продолжалась и после того, как основные батареи исчерпали свой ресурс 3 июня 1958 года. Спутник пролетал до 6 апреля 1960 года.
С учётом опыта запуска третьего спутника в Королёвском КБ готовились к полёту 4, 5 и 6 спутники, в том числе спутник с индексом ОД. Ориентируемый аппарат, который не кувыркался на орбите, а был всегда соориентирован относительно касательной к орбите и мог возвращать на землю капсулу. Но сильная загрузка КБ военной тематикой и перенацеливание космической программы на освоение Луны не позволили продолжить работы по этим аппаратам. Эти идеи были реализованы в корабле «Восток» и спутнике «Зенит».

Авангард-2 - американский метеоспутник , спроектированный для измерения дневной облачности, и запущенный 17 февраля 1959 года с помощью ракеты-носителя «Авангард SLV 4» . «Авангард-2» стал первым в мире метеоспутником, выведенным на орбиту, однако его метеоданные оказались бесполезными.
Запуски спутников подобных Авангарду-2 начались ранее: 28 мая 1958 года был запущен «Vanguard 2B», 26 июня 1958 года - «Vanguard 2C», 26 сентября 1958 - «Vanguard 2D»; однако из-за отказов ракеты-носителя эти спутники не достигли орбиты.
Спутник «Авангард-2» представляет собой сферический корпус диаметром 50,8 см, с несколькими штыревыми антеннами.
На борту были установлены два телескопа, два фотоэлемента, два радиопередатчика (мощностью 1 Вт с несущей 108,03 МГц для телеметрии; мощностью 10 мВт с несущей 108 МГц для маяка), батарея гальванических элементов, радиоприемник команд для управления ленточным самописцем, и соответствующая электроника.

Первый в мире метеоспутник.

Передатчики телеметрии работали в течение 19 дней, но данные со спутника были неудовлетворительными из-за того, что спутник, неудачно отделившись от третей ступени, начал вращаться с большой угловой скоростью.
Масса спутника: 10,2 кг.
Авангард-3, или Авангард SLV-7 - американский спутник для изучения околоземного пространства. Последний спутник, запущенный по программе «Авангард».В ходе запуска 18 сентября 1959 года космический аппарат не смог отделиться от третьей ступени ракеты-носителя. Спутник передавал данные 84 дня, до 11 декабря 1959 года. По расчётам, Авангард-3 просуществует на орбите около трёхсот лет.

Запуск спутника Авангард-3.
«Эксплорер-4» - американский искусственный спутник Земли (ИСЗ), запущенный 26 июля 1958 года. Спутник предназначался для исследования радиационных поясов Земли и влияния ядерных взрывов на эти пояса.

Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите.E-mail: [email protected]. Буду очень благодарен.

Первый искусственный спутник земли, запуск которого был успешно произведен 4 октября 1957 года, ознаменовал собой начало новой эры — эры покорения космического пространства.

Этот колоссальный технический прорыв – заслуга коллектива советских ученых и конструкторов во главе с признанным основоположником космонавтики С. П. Королевым.

Общие сведения о «Спутник — 1»

«Спутник – 1» первоначально был назван «ПС – 1». Название это расшифровывается как «Простейший спутник — 1». Он представляет собой сферический объект, выполненный из высокопрочного магниевого сплава.

Диаметр сферы составляет 58 см. Она состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. На её поверхности смонтированы четыре антенны УКВ и КВ диапазонов. Наличие антенн позволяет отслеживать его местонахождение во время полета.

Верхняя часть сателлита имеет полусферический экран. Он играет роль теплоизоляционного покрытия. Внутри сателлита размещаются аккумуляторы, радиопередатчик и все необходимые приборы и датчики.

История создания

Попытки создать искусственный спутник были предприняты задолго до того, как полетел «ПС – 1». Над созданием беспилотного орбитального объекта трудился ведущий немецкий конструктор Вернер фон Браун.

Будучи сотрудником американской службы стратегического вооружения, он представил военным свою экспериментальную модель космического аппарата. Но ни одна из его попыток не увенчалась успехом.

В СССР над этой идеей самоотверженно работали коллективы инженеров энтузиастов. Они собирались отнюдь не в конструкторских лабораториях и не в просторных ангарах и цехах. Идеи космических полетов зарождались в слесарных мастерских и подвалах.

1946 год стал годом создания ракетной индустрии СССР, главой которой был назначен гениальный советский конструктор С. П. Королев. Несмотря на то, что страна еще не оправилась от ужасных последствий ВОВ, советскими учеными и инженерами удалось создать мощную техническую базу.

Спустя несколько лет был осуществлен первый удачный запуск баллистической ракеты «Р-1». В дальнейшем был запущен её аналог «Р-2», которого отличали большие показатели дальности и скорости полета.

Модель первого космического спутника

После успешных испытаний новой межконтинентальной ракеты «Р-3», советским ученым удалось убедить правительство в целесообразности создания первого космического спутника земли.

В 1955 году этот проект получил одобрение высшего руководства власти, что послужило началом напряженной работы по созданию первого в мире орбитального объекта.

Трудно с полной уверенностью сказать, кто изобрел и создал ИСЗ. Во многом эта заслуга всего коллектива конструкторов и инженеров во главе с С. П. Королевым и М. К. Тихонравовым.

Спустя два года спутник был готов. Его вес составлял около 84 кг. Форма спутника была выбрана не случайно. Именно сфера представляет собой идеальную форму, обладающую максимальным объемом при минимальной поверхности.

К тому же этот объект должен был стать символом космической эры и являть собой образец идеального космического аппарата, в первую очередь с точки зрения его внешности.

Запуск первого искусственного спутника Земли

С каждым днём космос становился всё более и более досягаемым. 4 октября 1957 года, в казахстанской степи, произошло одно из величайших событий в истории человечества – на космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной ракеты с шарообразным предметом на борту.

Ракета-носитель «Р-7» с пронзительным рёвом взмыла ввысь. Через несколько минут космический аппарат был выведен на орбиту, высота которой составляла порядка 950 км.

Спустя некоторое время первый рукотворный объект отправился в свой легендарный свободный полет. На земле стали принимать долгожданные сигналы.

Сателлит летал над землей 92 дня, сделав 1400 оборотов. После этого, спутнику суждено было погибнуть. Теряя скорость, он начал приближаться к поверхности земли и попросту сгорел, преодолевая сопротивление атмосферы.

После первого витка вокруг Земли, главный диктор страны Советов Ю. Б. Левитан оповестил об успешном запуске первого ИСЗ.

Благодаря специальным настройкам мощности радиопередатчика, сигнал со спутника мог с легкостью приниматься как специалистами, так и обычными радиолюбителями. Миллионы людей во всем мире прильнули к динамикам радиоприёмников, чтобы услышать «голос из космоса».

На каждый оборот вокруг Земли спутник в среднем затрачивал 95 – 96 минут. Примечателен тот факт, что спутник как таковой не был виден невооруженным глазом, хотя после его запуска на небосклоне можно было наблюдать движущуюся точку.

На самом же деле эта летящая звёздочка не что иное, как последняя ступень ракеты носителя, которая некоторое время продолжала двигаться по орбите, пока не сгорела в атмосфере.

Стоит отметить: несмотря на то, что все приборы и контрольные устройства аппарата создавались, как говорится, с нуля, ни один из них во время полета не вышел из строя.

При создании электронных блоков питания были использованы новейшие технологии тех лет, аналогов которым не было ни в одной стране еще долгие годы.

Научные результаты полета «Спутник-1»

Трудно переоценить значение этого легендарного события. Помимо того, что он укрепил веру в космические полеты и повысил престиж страны, он внес неоценимый вклад в развитие и укрепление научного потенциала того времени.

Анализ полета ПС-1 позволил начать исследование ионосферы, свойства которой не были в полной мере изучены. В частности, ученых интересовал вопрос распространения радиоволн в её среде. Помимо этого, проводились замеры параметров плотности атмосферы и её влияние на орбитальный объект.

Анализ собранных данных стал хорошим подспорьем при проектировании и создании новых узлов и механизмов будущих космических кораблей.

Некоторые наиболее любопытные факты:

Эпоха покорения космоса помнит множество значимых событий, каждое из которых давалось ценой неимоверных усилий и потерь. Так или иначе, тернистый путь к звездам был проложен именно тогда – 4 октября 1957 года.

Именно эта дата послужила отправной точкой развития отечественной космонавтики как самостоятельной отрасли и определила её дальнейшую судьбу.

Источник задания: Решение 2541. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов.

Задание 6. В результате перехода искусственного спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода скорость движения спутника по орбите и период его обращения вокруг Земли?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Решение.

На спутник действует только сила притяжения земли

где M - масса земли; m - масса спутника; R - радиус орбиты. В соответствии со вторым законом Ньютона, можно записать:

,

где a – играет роль центростремительного ускорения. Отсюда видно, что при увеличении ускорения, радиус орбиты будет уменьшаться.

Теперь рассмотрим как изменится скорость движения спутника в зависимости от радиуса орбиты. Подставим вместо ускорения , получим:

.

То есть, при уменьшении R, скорость спутника увеличивается.

Период обращения спутника вокруг Земли – это время, за которое спутник делает один оборот вокруг Земли. Если радиус орбиты уменьшается, а центростремительное ускорение возрастает, то скорость спутника увеличивается. Таким образом, спутник проходит меньшее расстояние с большей скоростью и его период уменьшается.

Первый ИСЗ - искусственный спутник Земли

Свершилось! Человеческий разум бросил вызов силам природы и одержал величайшую победу: на орбите первый искусственный спутник Земли!

Он появился над планетой 4 октября 1957 года, в канун празднования 40-й годовщины Великого Октября. Изумленный мир следил за ним, завороженно слушал его позывные «бип...бип...бип» и не переставал удивляться ему, как чуду. Волна восторга катилась по планете.

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) начал свое космическое путешествие с космодрома Байконур, который в те дни еще не был известен всему миру.

Советский ИСЗ имел форму шара. Это обеспечило постоянство силы сопротивления атмосферы при любой его ориентации относительно направления движения.

Спутник размещался в передней части ракеты-носителя и прикрывался защитным конусом, который предохранял его от аэродинамических и термических воздействий при прохождении плотных слоев атмосферы. После окончания работы двигателей ракеты-носителя защитный конус был сброшен, спутник под действием специального толкателя отделился от ракеты и начал самостоятельный полет по орбите.

Герметический корпус состоял из двух тонкостенных полуоболочек (соединяемых при сборке), изготовленных из алюминиевых сплавов. Его поверхность была отполирована и подвергнута специальной обработке. Диаметр спутника равнялся 580 мм, вес — 83,6 кг. Внутри размещалась радиоаппаратура вместе с источниками питания. Снаружи были шарнирно прикреплены антенны — два стержня длиной по 2,4 м и два по 2,9 м.

На спутнике были установлены два радиопередатчика, непрерывно излучавшие сигналы 20,005 и 40,002 МГц, которые использовались для контроля за параметрами орбиты, а также для изучения прохождения радиоволн в ионосфере.

Орбита первого ИСЗ представляла собой эллипс. Максимальное удаление от поверхности Земли в апогее составляло 947 км, минимальное в перигее — 228 км. Период обращения был равен 96,17 мин. Плоскость орбиты была наклонена к плоскости экватора под углом 65,1°.

В итоге наблюдений за движением первого искусственного спутника Земли и регистрации многочисленных данных измерений были получены сведения, представляющие для ученых исключительную ценность. Результаты всемирных наблюдений показали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных. Совершая полет по траектории, первопроходец космоса с астрономической точностью появлялся в установленное время над указанными районами земного шара. Продолжительный и тщательный анализ орбитального полета дал возможность представить процесс эволюции параметров орбиты ИСЗ и получить информацию о плотности верхних слоев атмосферы.

Большое значение имели наблюдения за прохождением радиоволн, излучаемых радиопередатчиками спутника. До запуска первого ИСЗ наши знания об ионосфере пополнялись за счет изучения радиоволн, посылаемых с Земли и отражаемых ионосферой. Спутник же, пронизывавший различные области верхней атмосферы и постоянно подававший радиосигналы различной частоты, как бы вел репортаж о ее состоянии и свойствах.

Для ученых это был один из самых интересных репортажей, продолжавшийся в течение 92 суток. За это время первопроходец космоса совершил 1400 оборотов вокруг Земли и пролетел около 600 млн. км.

Спустя месяц после запуска первого искусственного спутника мир облетела весть о новом достижении нашей науки и техники — запуске второго ИСЗ. На его борту находилась космическая путешественница — собака Лайка. Спутник представлял собой последнюю ступень ракеты-носителя. Вес научной аппаратуры, источников энергии, радиоустановки и контейнера с собакой составлял 508,3 кг. Второй ИСЗ двигался по более вытянутой орбите и в апогее достигал высоты 1671 км. Он сделал около 2370 витков вокруг планеты и летал в течение 162 суток, до 14 апреля 1958 года.

Схема размещения аппаратуры на втором искусственном спутнике Земли:

1 — защитный конус, сбрасываемый после выведения спутника на орбиту, 2 — прибор для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, 3 — сферический контейнер с аппаратурой и радиопередатчиками, 4 — силовая рама для крепления аппаратуры, 5 — герметическая кабина с подопытным животным.

В 1958 год человечество вступило при свете двух советских звезд — двух первых в мире искусственных небесных тел, сиявших над нашей планетой. А 15 мая на околоземную орбиту был выведен третий советский ИСЗ. Это была летающая лаборатория весом 1327 кг с целым комплексом научной аппаратуры. Она совершила свой стремительный полет по орбите, весьма близкой к орбите второго ИСЗ, поднимаясь в апогее на высоту 1881 км. Третий советский спутник вращался над нашей планетой почти два года — в течение 692 суток, сделав 10 037 оборотов.

+ Щелкните по рисунку, чтобы увеличить!

Схема размещения научной аппаратуры третьего искусственного спутника Земли:

1 — магнитометр, 2 — фотоумножители для регистрации корпускулярного излучения Солнца, 3 — солнечные батареи, 4 — прибор для регистрации фотонов в космических лучах, 5 — магнитный и ионизационный манометры, 6 — ионные ловушки, 7 — электростатические флюксометры, 8 — масс-спектрическая трубка, 9 — прибор для регистрации тяжелых ядер в космических лучах, 10 — прибор для измерения интенсивности первичного космического излучения, 11 — датчики для регистрации микрометеоров.

С помощью трех первых советских ИСЗ ученые получили ценные данные о плотности, давлении и составе верхних слоев атмосферы, провели первые исследования магнитного поля Земли вдали от ее поверхности, радиационных поясов, метеоритной опасности. Результаты этих научных исследований во многом изменили представление об околоземном космическом пространстве.

Первые искусственные небесные тела положили начало новой эре в изучении Вселенной. Но они только приоткрыли завесу над целым океаном научных тайн, хранимых безбрежными просторами космоса. После этого были спутники серии «Космос» и другие околоземные исследователи, автоматические межпланетные станции, направляемые к Луне, Венере и Марсу. На четвертом году космической эры в космосе побывал первый землянин — советский человек, верный сын нашей Родины Юрий Алексеевич Гагарин. Затем заатмосферное пространство штурмовали на «Востоках», «Восходах» и «Союзах» многие советские космонавты. Были многомесячные полеты на орбитальных космических станциях «Салют». Но впервые в космос вышел небольшой металлический шар...

Сегодня космонавтика прочно служит народному хозяйству. Советские ученые создали целый ряд спутников, которые трудятся на благо нашего народа. Сей час над планетой несут вахту метеорологические спутники «Метеор», спутники связи «Молния», «Экран», «Радуга», спутники, помогающие поиску полезных ископаемых и охране окружающей среды.

За прошедшее двадцатилетие на околоземные орбиты и межпланетные трассы мы вывели около 1200 космических аппаратов с научной аппаратурой. Автоматические разведчики вселенной бесконечно раздвинули границы человеческого познания. Необозримо обогатили науку новыми сведениями о нашей Земле, о космическом пространстве, о планетах солнечной системы и о далеких звездных мирах.

Материал готовили В. ВОРОБЕЙ, И. МЕРКУЛОВ

Моделист-конструктор №10 1977 г.

*

В 1957 году под руководством С.П. Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли.

Искусственный спутник Земли (ИСЗ ) - это космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите. - траектория движения небесного тела по эллиптической траектории вокруг Земли. Один из двух фокусов эллипса, по которому движется небесное тело, совпадает с Землёй. Для того, чтобы космический корабль оказался на этой орбите, ему необходимо сообщить скорость, которая меньше второй космической скорости, но не меньше чем первая космическая скорость. Полёты ИСЗ выполняются на высотах до нескольких сотен тысяч километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ обуславливает необходимость избегания процесса быстрого торможения в атмосфере. Период обращения спутника по орбите в зависимости от средней высоты полёта может составлять от полутора часов до нескольких суток.

Особое значение имеют спутники на геостационарной орбите, период обращения которых строго равен суткам и поэтому для наземного наблюдателя они неподвижно «висят» на небосклоне, что позволяет избавиться от поворотных устройств в антеннах. Геостациона́рная орби́та (ГСО) - круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. Движение искусственного спутника Земли по геостационарной орбите.

Спутник-1 - первый искусственный спутник Земли, первый космический аппарат, запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года.

Кодовое обозначение спутника - ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (позже это место получило название космодром Байконур) на ракете-носителе «Спутник» (Р-7).

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, А. В. Бухтияров и многие другие.

Дата запуска первого искусственного спутника Земли считается началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск.

Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава 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. Так как спутник был неориентирован, то четырёхантенная система давала равномерное излучение во все стороны.

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. Масса первого спутника: 83,6 кг.

История создания первого спутника

13 мая 1946 г. Сталин подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В августе С. П. Королёв был назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия.

Но еще в 1931 году в СССР была создана Группа изучения реактивного движения, которая занималась конструированием ракет. В этой группе работали Цандер, Тихонравов, Победоносцев, Королёв . В 1933 году на базе этой группы был организован Реактивный институт, который продолжил работы по созданию и совершенствованию ракет.

В 1947 году в Германии были собраны и прошли лётные испытания ракеты Фау-2, они и положили начало советским работам по освоению ракетной техники. Однако Фау-2 воплотила в своей конструкции идеи гениев-одиночек Константина Циолковского, Германа Оберта, Роберта Годдарда.

В 1948 г. на полигоне Капустин Яр проводились уже испытания ракеты Р-1, которая являлась копией Фау-2, изготовляемой полностью в СССР. Затем появились Р-2 с дальностью полета до 600 км, эти ракеты были приняты на вооружение с 1951 г. А Создание ракеты Р-5 с дальностью до 1200 км стало первым отрывом от техники Фау-2. Эти ракеты прошли испытания в 1953 г, и сразу же начались исследования использования их как носителя ядерного оружия. 20 мая 1954 г. правительство выдало постановление о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7. А уже 27 мая Королёв направил докладную министру оборонной промышленности Д. Ф. Устинову о разработке ИСЗ и возможности его запуска с помощью будущей ракеты Р-7.

Запуск!

В пятницу, 4 октября, в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени был совершён успешный запуск . 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 314,5 секунде после старта произошло отделение Спутника и он подал свой голос. «Бип! Бип!» - так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты, потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «…В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»

Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени. Но победителей не судят! Спутник 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. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.

Официально «Спутник-1» и «Спутник-2», Советский Союз запускал в соответствии с принятыми на себя обязательствами по Международному Геофизическому Году. Спутник излучал радиоволны на двух частотах 20,005 и 40,002 МГц в виде телеграфных посылок длительностью 0,3 с, это позволяло изучать верхние слои ионосферы - до запуска первого спутника можно было наблюдать только за отражением радиоволн от областей ионосферы, лежащих ниже зоны максимальной ионизации ионосферных слоёв.

Цели запуска

• проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска;
• ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника;
• экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника;
• исследование условий работы аппаратуры.

Несмотря на то, что на спутнике полностью отсутствовала какая-либо научная аппаратура, изучение характера радиосигнала и оптические наблюдения за орбитой позволили получить важные научные данные.

Другие спутники

Второй страной, запустившей ИСЗ, стали США: 1 февраля 1958 года был запущен искусственный спутник земли Эксплорер-1 . Он находился на орбите до марта 1970 г., но прекратил радиопередачи еще 28 февраля 1958 г. Первый американский искусственный спутник Земли был запущен командой Брауна.

Вернер Магнус Максимилиан фон Браун - немецкий, а с конца 1940-х годов американский конструктор ракетно-космической техники, один из основоположников современного ракетостроения, создатель первых баллистических ракет. В США он считается «отцом» американской космической программы. Фон Брауну по политическим причинам долго не давали разрешения на запуск первого американского спутника (руководство США хотело, чтобы спутник был запущен военными), поэтому подготовка к запуску «Эксплорера» началась всерьёз лишь после аварии «Авангарда». Для запуска была создана форсированная версия баллистической ракеты Редстоун, названная Юпитер-С. Масса спутника была ровно в 10 раз меньше массы первого советского ИСЗ - 8,3 кг. На нем был установлен счетчик Гейгера и датчик метеорных частиц. Орбита «Эксплорера» была заметно выше орбиты первого ИСЗ .

Следующие страны, запустившие спутники - Великобритания, Канада, Италия - запустили свои первые ИСЗ в 1962, 1962, 1964 гг. на американских ракетах-носителях . А третьей страной, выведшей первый ИСЗ на своей ракете-носителе, стала Франция 26 ноября 1965 г.

Сейчас ИСЗ запускаются более чем 40 странами (а также отдельными компаниями) с помощью как собственных ракет-носителей (РН), так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.