Как создавался первый искусственный спутник земли: почему ссср опередил сша, почему такое название, что открыл

Первый спутник

Несмотря на то, что первый спутник не был целью номер один для советского правительства (больше политиков волновала баллистическая ракета, которая должна была вывести спутник на орбиту), он, тем не менее, рассматривался как очень важная веха на пути становления человечества как космической цивилизации.

Итак, давайте подробнее рассмотрим, что на самом деле мог делать «Спу́тник-1»? И как его построили?

Этот механизм спроектировали как герметичный шарообразный контейнер диаметром 55 сантиметров. Его основной корпус состоял из двух полушарий толщиной два миллиметра, соединенных 36 болтами. Уплотнительные кольца из смолы обеспечивали герметичное соединение между полушариями.

Верхнее полушарие несло две антенны с двумя лучами каждая. Одна антенна имела лучи длиной 2,4 метра, другая – лучи длиной 3,9 метра. Специальный пружинный механизм был разработан для развертывания антенн под углом 35 градусов к основной оси контейнера сразу после отделения космического аппарата от ракеты.

Снаружи верхняя полусфера была покрыта термозащитным экраном толщиной в один миллиметр. Поверхность обоих полушарий была тщательно отполирована для лучшего отражения солнечного света, чтобы помочь отследить спутник с Земли.

Какими будут спутники

С «зелеными» двигателями

Сейчас в спутниках, в основном, используются электрические двигатели, однако разработчики предлагают более экологичные варианты — электромагнитные, ядерные, солнечные, водные, лазерные и даже йодные двигатели.

Например, сингапурский стартап Aliena производит миниатюрные экологичные двигательные установки MUSIC Electric Propulsion System для мобильности малых спутников в космосе. Двигатели на плазме позволяют операторам малых спутников сократить потребление ими топлива.

Плазменные двигатели Aliena

(Фото: aliena.sg)

Инженеры французской компании ThrustMe испытывают двигатель на йоде. Он призван заменить в двигательной установке ксенон, редкий в природе газ с небольшой силой тяги. Компания уже провела на околоземной орбите серию успешных испытаний двигателя NPT30-I2. Как отметили разработчики, конструкция двигателя на йодном топливе более компактная и простая, так как ей не нужны газовые баки, системы контроля давления и другие технологии.

С высокой пропускной способностью

Спрос на спутниковую мобильную и широкополосную связь растет, и поставщики услуг разрабатывают решения для увеличения пропускной способности своих спутников. Компании внедряют передовые ретрансляторы для передачи данных со скоростью несколько сотен гигабайт или даже терабайт в секунду, а также внедряют улучшенные антенны. Это позволяет спутникам работать в диапазонах частот Ku и Ka, которые обеспечивают большую пропускную способность сигнала. Спутники Starlink уже способны подключать пользователей к интернету как в труднодоступных регионах суши, так и на воде и даже в воздухе.

Экономика инноваций

Наш ответ Starlink: кто делает и запускает спутники связи в России

А американский стартап Cesium Astro разработал систему с активной фазированной решеткой Vireo для спутников с ограничениями по размеру, весу, полезной нагрузке и стоимости. В активной фазированной решетке каждый элемент имеет свой собственный миниатюрный передатчик и приемник. Использование этого решения в антенне спутника дает контроль над энергопотреблением и производительностью спутникового созвездия.

Система Vireo

(Фото: cesiumastro.com)

C парусами

Начиная с 2015 года, NASA испытываeт технологию принципиально нового источника перемещения спутников — солнечный парус. В рамках программы Advanced Composite Solar Sail System агентство разработало развертываемую конструкцию такого паруса, который сможет нести спутник, используя энергию солнечного света. Это позволит сэкономить ракетное топливо, которое тратится на вывод спутников на орбиту. Стрелы паруса сделаны из композитных материалов с углеродным волокном. Потенциально на нем можно будет запускать спутники раннего предупреждения о космической погоде, миссии по разведке околоземных астероидов или ретрансляторы связи для пилотируемых исследовательских миссий. Первый запуск кубсата с таким парусом намечен на начало 2023 года.

Солнечный парус

(Фото: nasa.gov)

Из долговечных материалов

NASA намерено через несколько лет запустить на околоземную орбиту робота обслуживания спутников (OSAM-1) для дозаправки спутника дистанционного зондирования Landsat-7. OSAM-1 с помощью роборуки аккуратно разрежет слой изоляции и открутит один болт, чтобы заправить аппарат гидразиновым топливом, более экологичным видом ракетного топлива. Если миссия будет успешной, то в перспективе робот сможет поддерживать работу спутников на орбите без необходимости привлекать для этих целей астронавтов. Сам аппарат при этом сможет работать дольше изначально запланированного срока. OSAM-1 можно будет регулярно отправлять на орбиту и возвращать обратно на Землю.

Как OSAM-1 будет работать на орбите

(Видео: Maxar Technologies / YouTube)

Из экоматериалов

За более чем полувековую историю спутники в основном изготавливались из алюминия, который, хотя и является прочным, но небезопасен для окружающей среды и является не самым дешевым материалом. Теперь разработчики экспериментируют с материалами — например, японская лесозаготовительная компания Sumitomo Forestry совместно с университетом Киото обещает в 2024 году запустить кубсат из дерева. Аппарат будет содержать электронную подложку, которая снаружи будет покрыта древесиной и солнечными панелями. Авторы идеи отмечают, что дерево не препятствует проникновению электромагнитных волн, и на спутник можно будет установить антенну. При этом он сгорит при сходе с орбиты. Компания будет испытывать разные типы древесины.

Макет кубсата из дерева

(Фото: asia.nikkei.com)

Значение первого спутника Земли для человечества

Немалое значение заключалось и в том, что разработчиком аппарата стал СССР. Событие было озвучено во всех программах и газетах мира, что придало Советскому союзу большое политическое влияние. Жители всего света были ошарашены способностями советской науки и техники.

Радиоинженеры и астрономы наблюдали за трением об атмосферу и её воздействием на траекторию движения спутника. Благодаря этим данным, удалось вычислить плотность атмосферы на разных орбитальных высотах. Ранее это было невозможно из-за отсутствия аппарата, способного сделать такие измерения. Аэростаты не могли подняться на масштабную высоту.

Успешный запуск искусственного аппарата послужил разработке телекоммуникационной сети ARPANET, которым занялось Министерство обороны США.

На этих сетях базируются идеи Пола Бэрана – американского инженера-изобретателя в области информатики, одного из создателей интернета.

Виды и назначение современных искусственных спутников

Искусственные спутники помогают решать многие задачи современной астрономии, климатологии, разведки, навигации, естествознания. Среди них выделяют следующие виды:

астрономические — исследующие галактики, планеты, разнообразные космические объекты;
биологические — разработанные для проведения экспериментов над живыми организмами в космосе;
метеорологические — предназначенные для наблюдения за климатом Земли;
военные — запускаемые для сбора разведывательных данных, организации связи между военными подразделениями;
навигационные — определяющие положение воздушных, водных и наземных объектов;
связные — ретранслирующие радиосигналы между земными точками, не имеющими прямой видимости.

Также различают орбитальные станции — космические корабли длительного пребывания в космическом пространстве, голоспутники — исследователи других планет и малые спутники, представленные мини-, микро- и наноспутниками.

Из чего был сделан первый спутник?

Устроен первый искусственный спутник был довольно просто – в форме шара, сделанного из металла, 58,5 сантиметров в диаметре. У спутника были «рожки» — две антеннки по 2,9 метра и две по 2,4 метра, и каждая пара таких «рожек» располагалась под углом в 70 градусов, «крест-накрест», чтобы радиосигнал от прибора равномерно распространялся в разные стороны.

Если вывинтить 36 болтов, то шар можно было разделить на две половинки, которые открывали всю «начинку»:

аккумуляторы – они должны были обеспечить бесперебойную работу спутника на протяжении не менее двух недель,
радиопередатчики, которые должны были передавать сигналы на двух радиочастотах – 20 и 40 МегаГерц, слышимых даже простым радиолюбителям,
вентилятор, включающийся каждый раз, когда температура начинала превышать 36 градусов, и отключающийся автоматически, когда воздух охлаждался до 20 градусов,
система управления температурой с датчиками, которые передавали сигнал вентилятору о повышении температуры,
бортовая электроавтоматика и датчики давления.

Все эти элементы были опутаны электрическими проводами и соединялись в один рабочий механизм. Масса всего спутника составляла 83,6 килограмма.

Неожиданная слава академика Седова

Как научный модуль, ПС-1 принес небольшие результаты, хотя
сам факт его запуска был огромным событием. Однако его пропагандистский эффект
был огромен. Космосом заболело все человечество, по всему миру радиоспортсмены
ловили сигналы нового небесного тела, как к музыке прислушивались к эфирным звукам «бип-бип». На улицах посмотреть на него
выстраивались толпы людей – хотя видно было, собственно, не сам спутник, а
летевший рядом модуль второй ступени. Сам же спутник наблюдать можно было
только как звезду шестой величины, на предельных возможностях невооруженного глаза.
Уже через месяц, третьего ноября в космос отправился уже не простейший спутник
– а Спутник-2, причем с «пассажиркой» — собакой по кличке Лайка. Этот запуск,
увы, открыл и счет жертв покорения космоса: собака погибла уже на первых
витках, прожив на орбите не более пяти часов.

Скрыть текст

В небо — и в историю

Когда был запущен первый
космический спутник, он послужил всемирной
славе советской науки и стал причиной сразу двух несправедливостей по отношению
Сергею Павловичу Королеву. Создателя первого космического аппарата хотели
немедленно номинировать на Нобелевскую премию, но Хрущев не назвал его фамилию
из соображений секретности, назвав покорителем космоса весь советский народ. А
отцом спутника в мире довольно долго считали…
академика Седова, который только сказал о нем несколько слов в
Копенгагене. Бывает и так.

Как запускают современные спутники связи, читайте в материале о флотилиях OneWeb и Starlink:

Кто и когда создал первый спутник Земли? История создания

Его создали ученые СССР в 1957 году. Стоит отметить, что на момент запуска в космос он был единственным в мире. Американцы выпустили свой спутник лишь спустя год.

Фото «Спутника -1» и схема приборов

Советский «Спутник-1» имел несложную конструкцию, представляя собой две полуоболочки из алюминия, герметично соединенные 36 болтами. Он имел массу 83,6 кг.

Из оборудования в него входили:

две антенны;
электрохимический блок;
система терморегуляции;
радиопередающее устройство;
датчики давления и температуры;
бортовая электроавтоматика;
вентилятор.

Проектирование устройства началось осенью 1956 года, а первые испытания с применением вибростенда и термокамеры прошли в конце весны следующего года.

Зачем Королеву понадобилась новая индустрия

В первые послевоенные дни ракетостроение не было
приоритетной сферой в СССР. Советское руководство, оглядывалось на прошедшую
войну, его интересовали понятные вещи: реактивные самолеты, дальнобойная
артиллерия, танки. Даже системы связи или радары оказывались на втором месте. Август
1945 года все изменил.

Бомбардировка Хиросимы и Нагасаки показала, что у СССР нет ни
ядерного оружия, ни средств его доставки. Насторожила и американская операция Paperclip —
«Скрепка», в ходе которой спецслужбы вывезли в США около двух тысяч немецких
ракетостроителей и главного немецкого ракетчика Вернера фон Брауна.

Скрыть текст

Фау-2 — такой ее увидел Сергей Королев

После войны лучшей ракетой в мире была немецкая Фау-2. В
сентябре 1945 года в Германию был немедленно направлен советский конструктор
Сергей Павлович Королев. После знакомства с немецким изделием у него сразу
появился план его усовершенствования. Однако пришел приказ – не создавать
нового, только копировать трофейный образец на советских производственных
мощностях.

И этот приказ оказался вполне разумным. Уровень производства
в СССР был очень низок. Одних только марок стали при изготовлении Фау-2 в
Германии использовали 86, а все, что могла предложить советская индустрия – 32
марки. В Германии использовали 59 сплавов цветных металлов – в СССР смогли
создать лишь 21, резин и пластмасс требовалось 87 видов – в наличии было 48.
Графитные немецкие рули сделать было вообще невозможно – технология вовсе
отсутствовала. Требовалось создать практически с нуля новую отрасль
промышленности с чрезвычайно высокими стандартами качества и новейшими
технологиями. Производство советской ракеты Р1 – модифицированной копии Фау-2 –
послужило импульсом для создания такой отрасли. Лучших инженеров и рабочих высокой
квалификации собирали по всем отраслям и вербовали на секретные предприятия.
Уже в 1950 году ракета Р-1 была принята на вооружение, было запущено ее
серийное производство – но этого было явно недостаточно. СССР уже располагал
ядерным оружием, только потенциальный противник находился в другом полушарии, а
Фау-2 – это всего лишь триста километров дальности. Запуск первого искусственного спутника Земли уже не был чем-то невозможным.

Мини-спутники

В 1999 году профессор Джорди Пуч-Суари из Калифорнийского политехнического государственного университета и Боб Твиггс из Стэнфордского университета предложили эталонный проект CubeSat — миниатюрный спутник для космических исследований. Он состоит из нескольких кубических блоков размером 10 см×10 см×10 см и массой не более 1,33 кг каждый.

CubeSat впервые использовали для научной миссии НАСА Ames. В 2006 году группа Biological CubeSat запустила спутник GeneSat-1 для проведения биологических экспериментов в космосе. Так, кубсат нес биологические образцы, чтобы проанализировать влияние невесомости на деградацию мышц человека. Образцы не требовалось возвращать на Землю, так как спутник с помощью датчиков собирал информацию об их состоянии и передавал ее. В 2018 году мини-спутник впервые использовали в межпланетной миссии Mars InSight. Два кубсата MarCO A и B послужили ретрансляторами связи для посадочного модуля, когда он достиг поверхности Марса.

Кубсаты обычно запускают партиями либо с ракет-носителей, либо с борта грузовых космических кораблей и орбитальных станций. Большинство кубсатов несут один или два научных прибора с небольшими выдвижными антеннами и солнечные батареи. Запуск кубсата может запросить, к примеру, университет, при этом мини-спутник могут изготовить сами студенты.

Кубсат Тартуского университета

(Фото: amsat-uk.org)

Дополнительно кубсат можно оборудовать селфи-камерой, солнечным парусом, флеш-памятью для удаленного хранения данных, приемниками сигналов и другим оборудованием. Благодаря технологиям 3D-печати производство малых спутников становится дешевле, а сами они могут выполнять все более широкий спектр задач.

Первый метеоспутник

В 1960 NASA успешно запустило первый успешный метеорологический спутник Tiros-1. Он передавал инфракрасные изображения облачного покрова Земли и был способен обнаруживать и наносить на карту ураганы.

Корпус спутника был выполнен в виде 18-сторонней призмы, а аппарат питали солнечные ячейки и никель-кадмиевый аккумулятор. Tiros-1 оснастили двумя видиконами (телекамерами) — широкоугольным и узкоугольным. Изображения с них передавались на наземную приемную станцию или сохранялись на бортовом магнитофоне, когда спутник выходил за пределы действия станции. Аппарат проработал с 1 апреля по 15 июня 1960 года, однако до сих пор находится на орбите.

Tiros-1

(Фото: airandspace.si.edu)

Кем, когда и откуда был запущен «Спутник – 1» в СССР?

«Простейший спутник под номером 1»

СССР гордился тем, что смог отправить первым – искусственный спутник в космическое пространство. Оборудованию дали кодовое названием «ПС-1», что расшифровывалось как «простейший спутник под номером 1».

Дату запуска официально нарекли памятным днём Космических войск России, а в честь устройства названа равнина на Плутоне.

Кем запущен первый «Спутник-1»?

Над созданием летательного аппарата трудилось множество ученых, инженеров и конструкторов. Возглавлял проект С.П. Королёв, являющийся основоположником практической космонавтики, последователем трудов К.Э. Циолковского.

Среди прочих, кто внес свою важную лепту, выделяют А. В. Бухтиярова, М. В. Келдыша, М. К. Тихонравова, Г. Ю. Максимова, В. И. Лапко, Б. С. Чекунова.

Точная дата запуска – 04.10.1957 г.

Точной датой запуска является: 04.10.1957 г. Точное время запуска: (22 ч. 28 мин. 34 сек.) по МСК. Через 495 секунд блок ракеты, в котором находился искусственный спутник, оказался на эллиптической орбите.

Первый сигнал появился после отделения спутника от центрального блока. Сигналы перестали поступать 04.01. 1958 г., когда устройство сгорело в атмосфере.

Откуда был произведен запуск?

Запуск осуществлялся с «Тюра-Там» на ракете-носителе «Спутник», за основу была взята межконтинентальная баллистическая ракета Р-7.

В дальнейшем этот полигон Минобороны СССР под названием «Тюра-Там» переименовали в космодром под более знакомым названием «Байконур».

Какова была скорость спутника в космосе?

Информации про скорость «Спутника-1» в интернете нет, но технические умы могут попробовать посчитать её самостоятельно.

Известно, что аппарат находился в космическом пространстве 92 дня, он совершил 1440 оборотов вокруг планеты Земля, что равняется приблизительно 60 млн. км.

Программа полета

Программой полета являются цели, которые преследовал космический центр СССР.

В них входили следующие задачи:

проверить правильность расчетов и технических решений, взятых за основу запуска;
определить данные плотности верхних слоев в атмосфере по спускаемому торможению космического аппарата;
исследовать ионосферное прохождение радиоволн, которые излучают передатчики спутника;
провести анализ условий для адекватной работы аппаратуры прочих летательных устройств.

«Семерка», которая может все

Между тем, Королев уже знал, какой должна быть главная
ракета его жизни. Несколько усовершенствований Фау-2 были для него трамплином к
собственному, уникальному проекту. Вместе с Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым он
начал работу над составным, или «пакетным» носителем, которому суждено будет
стать прославленной Р-7. Он ней однажды член-корреспондент РАН Святослав
Сергеевич Лавров емко скажет: «Фау-2 и Р-7 разнятся
примерно так же, как мопед и гоночная машина
класса Формула-1».

Для достижения космических скоростей ракета должна быть
многоступенчатой. Последовательное соединение ступеней делает ракету громоздкой
и хрупкой. Кроме того, когда одна ступень выработает топливо и отделится, как
вторая запустит свои двигатели? Несвоевременный пуск чреват аварией.

Скрыть текст

Вот как выглядит «крест Королева»

Королев и Тихонравов нашли новое концептуальное решение –
объединить двигатели в «пакет»: первая ступень представляла собой четыре
раздельных блока, на жаргоне ракетостроителей – «морковки», которые
самостоятельно крепились ко второй ступени. Момент запуска двигателя второй
ступени «вынесли за скобки» — все двигатели запускались одновременно. Когда
первая ступень отрабатывает свой ресурс, ее тяга ослабевает, отстегиваются механические
крепления, и «морковки» отделяются от рвущейся вперед второй ступени
механически. Они соскальзывают, а вторая ступень продолжает полет без рывков и
перегрузок. Окончательный «отскок» четырех модулей первой ступени происходит,
когда «газ наддува» — газ, создающий давление в баках с топливом и окислителем
– выпускается и отталкивает их от корпуса центрального блока.

Конструкция получила название «Крест Королева». Также
Королев отказался от газоструйных рулей (тех самых, графитовых) и установил на
всех модулях рулевые двигатели. Это только главные новшества, чтобы просто
описать все подробно, дилетанту нужно не меньше времени, чем гениальным
конструкторам из ОКБ-1 потребовалось на их решение. Новая двухступенчатая
межконтинентальная баллистическая ракета получила название Р-7, она же на жаргоне
ракетостроителей «Семерка». Ее конструкция предусматривала отделяющуюся
головную часть массой в три тонны, дальность полета составляла 8000 километров.

4 октября — начало освоения космоса

В понедельник, 4 октября 2021 года, всё человечество отмечает 64-ю годовщину начала космической эры. В 1957 году в космос был запущен первый искусственный спутник Земли, созданный в Советском Союзе. Благодаря этому событию произошел огромный прорыв в науке, и человечество ступило на дорогу в космос. Именно с этого дня ведет отсчет мировая космонавтика!

Создание первого космического аппарата началось в ОКБ-1 (сегодня — Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва, входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») в ноябре 1956 года. Спутник был разработан как очень простой аппарат, поэтому и получил название — космический аппарат ПС-1 (простейший спутник). Он представлял собой шар диаметром 58 см, весом 83,6 кг и был оснащен четырьмя штырьковыми антеннами для передачи сигналов работающих от батареек передатчиков.

Над созданием первого искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики Сергеем Павловичем Королёвым, работали учёные М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко, Г. Ю. Максимов, В. И. Лапко, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров и многие другие.

Запуск был выполнен 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (ныне — космодром Байконур) на ракете-носителе «Спутник» (Р-7 № 8К71ПС). Через 295 секунд после старта первый спутник и центральный блок ракеты 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.

На первом витке его полёта прозвучало сообщение ТАСС: «…В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»

Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1 440 оборотов вокруг нашей планеты, пролетев около 60 млн км, а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта.

Главными задачами, стоявшими перед этим спутником, были:

Проверка расчетов и основных технических решений, принятых для запуска;
ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника;
экспериментальное определение плотности верхних слоев атмосферы по торможению спутника;
исследование условий работы аппаратуры в космической среде.

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.

Как создавался первый искусственный спутник земли: почему ссср опередил сша и что именно спутник принес изучению космоса

Популярные темы сообщений

Первый спутник