Казалось бы, всем всё давно известно про самые-самые первые в истории искусственные спутники Земли (ИСЗ). Но, оказывается, совсем нелишне еще раз напомнить краткую хронологию этих, казалось бы, недавних, но иногда странным образом, стараниями отдельных «знатоков» и излишне самоуверенных тинэйджеров, перевираемых событий.
1. запуск 4 октября 1957 года ИСЗ «Спутник-1» массой 81,0 килограмма, СССР:
2. запуск 3 ноября 1957 года ИСЗ «Спутник-2» массой 508,3 килограмма, СССР:
3. запуск 1 февраля 1958 года ИСЗ «Эксплорер 1» массой 8,3 килограмма, США
4. запуск 17 марта 1958 года ИСЗ «Авангард 1» массой 1,474 килограмма, США
5. запуск 26 марта 1958 года ИСЗ «Эксплорер 3» массой 8,3 килограмма, США
6. запуск 15 мая 1958 года ИСЗ «Спутник-3» массой 1 327 килограммов, СССР
7. запуск 17 февраля 1959 года ИСЗ «Авангард 2» массой 10,2 килограмма, США
А теперь – чуть-чуть подробнее об этих семи примечательных артефактах, которые трудом и волей обитателей Земли оказались на орбитах вокруг родной бело-голубой планеты. Не за так называемой официальной международной границей между атмосферой и космосом (т. е. далее 100 километров от земной поверхности), а именно в космосе – там, где перестают действовать многие из наших привычныех физических бытовых представлений. Где запущенный в небо предмет уже не падает обратно, а странным образом отправляется в полет вокруг земного шара.
Ничего странного здесь, конечно же, нет. Физическая сторона дела очень проста, а огромное множество различных возможных физико-математических построений и вычислений по этому поводу всего лишь уточняют те или иные его количественные подробности.
Если каким-нибудь способом (выстрелом из пушки, при помощи ракетных двигателей или, например, из некой могучей рогатки) отправить какой-нибудь твердый предмет невертикально вверх, то траектория его движения опишет красивую параболу: всё более и более замедляющийся подъем-перемещение вперед с последующим плавным симметричным падением по нисходящей ветви этой геометрической кривой. Причем чем больше скорость движения предмета, тем выше он взлетит и чем больше окажется расстояние между точкой старта и точкой его падения на Землю.
Наиболее реалистичный способ забросить груз вверх – это реактивные двигатели. Понятно, что сама возможность это проделать, масса груза, высота его подъема и скорость его движения напрямую зависят от надежности работы всех систем и от мощностных возможностей ракетоносителя.
Но если, упрощенно говоря, будет достигнута скорость около 7,9 километров в секунду, то очень высоко заброшенный ввысь и уже падающий куда-то далеко за горизонт предмет просто не обнаружит под собой Землю. Наша шарообразная планета к этому моменту уже закончилась и предмет будет уже просто падать в пустоту, не отдаляясь, впрочем, от планеты (притяжение его к Земле никто не отменял). Предмет превратится в еще одну микроскопическую «луну», в то, что называют «спутник Земли». Такое падение в никуда, внешне выглядящее как стремительный полет параллельно поверхности планеты, теоретически может продолжаться сколь угодно долго при полном отсутствии сил торможения. Но даже очень и очень разреженная на таких высотах земная атмосфера очень медленно, но уменьшает скорость полета. Поэтому реальная кривизна этой вечно нисходящей ветви параболы, которую называют «орбита», будет увеличиваться. Все витки будут не единым кругом, а сужающейся спиралью. Другими словами, предмет будет понемногу терять высоту полета и сгорит от разогрева от трения на огромной скорости о верхние (или не совсем верхние) слои атмосферы. Или не успеет сгореть и врежется где-то в поверхность планеты.
1. ИСЗ «Спутник-1», СССР: первый в истории искусственный спутник Земли; запущен 4 октября 1957 года
30 января 1956 года в СССР было принято решение о создании неориентируемого искусственного спутника Земли массой от 1000 до 1400 килограммов (200 … 300 кг научной аппаратуры). Лето 1957 г. - срок первого пробного пуска на базе разрабатываемой баллистической ракеты дальнего действия.
Но к концу 1956 г. выяснилось, что планы запуска спутника под угрозой срыва из-за проблем в разработке научной начинки и более низкой, чем намечалось, тяги двигателей носителя. С.П. Королев принял кардинальное решение: разработать так называемый «Простейший спутник» («Объект ПС-1») массой около 100 килограммов в период летных испытаний ракеты «Р-7» весной 1957 г.
Ламповые радиопередатчики спутника мощностью 1 Вт работали на частотах 20,005 и 40,002 МГц импульсами от 0,2 до 0,6 сек и могли при помощи простейшего кодирования сообщать о герметичности и температуре внутри корпуса диаметром 580 мм. Общая масса ПС-1 равнялась 81,0 кг (корпус – 13,9 кг; аппаратура и батареи 58,4 кг; усы-антенны – 8,4 кг).
4 октября 1957 года в 22 ч 28 мин 34 секунды по московскому времени ракета-носитель успешно ушла стартового стола. На 116,38 секунде полета отделились разгонные блоки первой ступени. Выключение двигателя второй ступени произошло на 294,6 секунде на высоте в 228,6 км. В этот момент она имела скорость 7780 м/с (28 010 км/ч). Из-за секундного отклонения работы двигателя от штатного ракета и спутник были выведены на орбиту с апогеем примерно на 80…90 км ниже расчетного.
На 314,5 секунде полета произошло само отделение объекта ПС-1 от ракеты-носителя. Он стал первым искусственным спутником Земли. Первый выход человечества за пределы привычного мира и наступление космической эры состоялись - под знаменитые «Бип! Бип!», которые радостно ловили все радиолюбители планеты.
Параметры орбиты первого спутника после выведения: 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.
Вначале первый спутник и его ракета-носитель двигались почти по одинаковым орбитам, но ракета гораздо сильнее тормозилась атмосферой, и вскоре их траектории заметно разошлись. С земли все видели в виде яркой точки не сам спутник, конечно, а намного бОльшие освещенные поверхности его носителя.
Сам спутник изначально совершал полный оборот вокруг Земли за 96,2 минуты, средняя высота орбиты составляла 586 км. За сутки (15 витков) его период обращения уменьшался примерно на 1,8 с. В конце октября средняя высота орбиты снизилась уже до 530 км. Полагают, что первый спутник прожил 92 дня, совершил 1400 оборотов вокруг Земли и сгорел в атмосфере 4 января 1958 г.
2. ИСЗ «Спутник-2», СССР: запущен 3 ноября 1957 года
Впервые вывел в космос живое существо — собаку Лайку. Спутник-2 представлял собой конической формы капсулу массой 508,3 кг, высотой 4 метра с диаметром основания 2 метра, состоял из нескольких отсеков для научной аппаратуры, нес радиопередатчик, систему телеметрии, программный модуль, систему регенерации и контроля температуры кабины.
Собака Лайка размещалась в отдельном опечатанном отсеке. В результате крайней спешки с доработкой техники система жизнеобеспечения была рассчитана всего на несколько дней (и не была еще создана система возвращения на Землю), но из-за нештатного перегрева спутника признаки того, что собака жива, перестали поступать уже на четвертом витке. Так это полностью доверявшее людям существо заплатило своей жизнью за то, чтобы подтвердить возможность жить на орбите. Плата была не мгновенной и не безболезненной.
3’. «Авангард TV3», США: 6 декабря 1957 года широко разрекламированный на волне патриотических воззваний вида «догнать и перегнать Советский Союз» спутник диаметром 152 мм и массой 1,36 кг (1 360 граммов) в присутствии большого количества VIP-зрителей и аккредитованных репортеров взлетел на высоту 1,2 м (на 120 сантиметров), ракетоноситель взорвался. Длительность полета 2 секунды. Шлепнулся рядом с точкой старта, ныне выставлен в музее. Получил в США (по ассоциациям со знаменитым русским «спутник») неофициальные названия «капутник», «упсник» «флопник» и многие другие.
3. ИСЗ «Эксплорер 1», США: первый американский искусственный спутник Земли, запущен 1 февраля 1958 года, масса 8,3 кг,
После триумфальной неудачи с «Авангардом TV3» пришлось обратиться к конкурирующей с ВМС группе армейских разработчиков под руководством Вернера Магнуса Максимилиана фрайхерр фон Брауна (член НСДАП с 1937 года, штурмбанфюрер СС, конструктор, создатель «оружия возмездия» - ракет «Фау-1» и «Фау-2», удары сотен которых по мирному населению Англии стоили многих тысяч убитых; в США считается отцом американской космической программы).
От пустой 4-й ступени спутник не отделялся. Без нее масса «Эксплорера-1» была в 10 раз меньше массы советского Спутника-1. В состав 4,5 кг аппаратуры входили счётчик Гейгера и датчик метеорных частиц.
Орбита «Эксплорера» была существенно выше орбиты первого ИСЗ. В перигее счётчик Гейгера фиксировал уже известно по запускам высотных ракет космическое излучение, но захлебывался в апогее. Джеймс ван Аллен предположил, что в апогее счётчик входит в насыщение из-за неожиданно высокого уровня облучения. Позднейшие данные подтвердили его гипотезу о наличии радиационных поясов вокруг Земли (сейчас их называют поясами ван Аллена).
«Эксплорер-1» прекратил радиопередачи 28 февраля 1958 года. Находился на орбите до марта 1970 года.
4. ИСЗ «Авангард 1», США, получил даже в США пренебрежительное название «грейпфрут»: запущен 17 марта 1958 года, по размерам и конструкции примерно идентичен «капутнику», масса 1,474 кг.
Совершил довольно заметные научные открытия. Имел два радиопередатчика, функционировал только до истощения ресурса батарей. Из-за своей малой массы получил достаточно высокую орбиту. Вот уже более полувека все еще находится на орбите и считается самым старым из искусственных объектов в космосе (если угодно – самым старым космическим мусором в околоземном пространстве).
5. ИСЗ «Эксплорер 3», США: запущен 26 марта 1958 года, по параметрам и конструкции идентичен «Эксплорер 1».
Подтвердил факт существования радиационного пояся нашей планеты, открытого Джеймсом Ван Алленом при обработке сведений с «Эксплорер 1».
6’. «Спутник-3», СССР: потерян, авария ракетоносителя 27 апреля 1958 года на 120-й секунде полета.
6. ИСЗ «Спутник-3», СССР: запущен 15 мая 1958 года
Первый полноценный орбитальный объект со всеми системами, присущими современным космическим аппаратам. Имел форму конуса с диаметром основания 1,73 м, высотой 3,75 м и массой 1,327 тонны. 12 научных приборов, программно-временное устройство, магнитофон (оказался неисправным и перед стартом заменить его не удалось
Впервые аппаратура исполняла команды с Земли. Основные батареи исчерпали свой ресурс к 3 июня 1958 года, но работали первые для советских спутников солнечные батареи. Продержался на орбите до 6 апреля 1960 года.
7. ИСЗ «Авангард 2», США: запущен 17 февраля 1959 года
Первый в мире метеоспутник на орбите. В силу ряда причин его метеоданные оказались бесполезными. На борту 2 телескопа, 2 фотоэлемента, ленточный самописец и 2 радиопередатчика.
- - -
(*) – иллюстрация из интернета, открытые источники
Если понравилось рассказанное – не стесняйтесь кликнуть по значку «Во!» (это где большой палец вверх, что в Дзене означает вовсе не респект автору, а «давайте ещё чего-нибудь примерно такого же», «требую продолжения банкета!»). И – подписывайтесь на канал, оставляйте комментарии.
