Первый Спутник ПС-1

Ключ на старт

Общие сведения

«Газетное» название объекта: первый в мире искусственный спутник Земли

Другие названия объекта: «ПС-1», «ИСЗ-1», «Спутник -1», SPUTNIK 1

Принадлежность объекта: СССР

Дата запуска: 1957 October 4 -  19:28 GMT

Стартовая площадка: Байконур № 1 (Baikonur LC1).

Ракета-носитель: семейство «Р-7», тип «Спутник 8К71ПС», Sputnik 8K71PS No. 1PS (Modified SS-6, Sapwood)

COSPAR: 1957-Alpha-2.

NSSDC ID: 1957-001B

USAF Sat Cat: 2     

Продолжительность активной работы: радиопередатчики работали 21 день

Продолжительность полета: совершил 1440 оборотов вокруг Земли

Дата окончания полета: 1958-01-03

Масса объекта: 83,6 кг

Запуски в мире

предыдущий                         следующий Спутник-2 (Sputnik 2)

Запуски в CCCР

предыдущий                         следующий Спутник-2 (Sputnik 2)

Космические аппараты аналогичного индекса

предыдущий                         следующий

Краткая история создания первого спутника 

15-16 марта 1950 года. В НИИ-4 МО состоялась научно-техническая конференция, на которой М.К. Тихонравов выступил с предложением о разработке и запуске искусственного спутника Земли. Предложение вызвало неприятие и резкую критику со стороны участников конференции.  

Октябрь 1951 года. Международный Совет Научных Союзов при ЮНЕСКО принял решение об организации Международного геофизического года (МГГ). Год приурочили к периоду максимума солнечной активности — он должен был начаться 1 июля 1957 года и закончиться 31 декабря 1958 года.

За теоретическим обоснованием возможности вывода на орбиту искусственного спутника Сергей Королёв обратился к Михаилу Тихонравову — первый разговор на эту тему состоялся в 1953 году. Тогда только разворачивались работы над межконтинентальной ракетой «Р-7», но специалистам было ясно, что эта ракета вполне способна достичь первой космической скорости и вывести небольшой груз на орбитальную высоту.

16 марта 1954 года состоялось совещание у академика М.В. Келдыша, где был определен круг научных задач, решаемых с помощью искусственных спутников Земли. Об этих планах поставили в известность Президента Академии наук СССР А.Н. Несмеянова.

Тихонравов подготовил подробную докладную «Об искусственном спутнике Земли». 26 мая 1954 года Сергей Павлович послал ее в Центральный Комитет КПСС и в Совет министров. В сопроводительной записке он напоминал, что «проводящаяся в настоящее время разработка нового изделия с конечной скоростью около 7000 м/с позволяет говорить о возможности создания в ближайшие годы искусственного спутника Земли. <...> Мне кажется, что в настоящее время была бы своевременной и целесообразной организация научно-исследовательского отдела для проведения первых поисковых работ по спутнику и более детальной разработки комплекса вопросов, связанных с этой проблемой».

Ответ был отрицательным, ведь в Центральном Комитете КПСС от Королёва ожидали, прежде всего, боевую ракету способную доставить в Америку термоядерный заряд, — научно-исследовательская тематика верхи волновала мало.

Но Сергей Павлович не отчаялся, поскольку к тому моменту уже научился использовать бюрократическую систему во благо прогресса. Согласно его указаниям, сотрудник ОКБ-1 Илья Лавров подготовил предложения по организации работ над космическими объектами. Докладная записка на эту тему, датированная 16 июня 1955 года, содержала многочисленные пометки Королёва, которые позволяют судить о его отношении к отдельным положениям документа. Больше всего ему понравилась следующая мысль: «Создание ИСЗ будет иметь огромное политическое значение как свидетельство высокого уровня развития нашей отечественное техники».

Но даже этот (во всех смыслах «убойный») аргумент не подействовал на руководство СССР, и тогда Королёв решил зайти с другого направления — через Академию наук.

4 октября 1954 года. Специальный комитет по Международному геофизическому году с подачи американских ученых принял резолюцию, рекомендующую странам-участницам обдумать возможность создания и запуска научных искусственных спутников Земли.

29 июля 1955 года. Президент США Д.Эйзенхауэр сделал публичное заявление о том, что США предполагают запустить свой искусственный спутник Земли в течение Международного геофизического года.

3 августа 1955 года. Академик Л.И. Седов на VI конгрессе Международной астронавтической федерации в Копенгагене объявил о намерении Советского Союза также запустить искусственного спутника Земли в течение Международного геофизического года.

30 августа 1955 года на совещании у председателя Военно-промышленной комиссии Василия Рябикова собрались ведущие специалисты по ракетной технике, в том числе Сергей Королёв, Мстислав Келдыш и Валентин Глушко. С.П. Королев шел на заседание к В.М. Рябикову с новыми предложениями. По его заданию начальник сектора ОКБ-1 Е.Ф. Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата для полета к Луне. Для этого были предложены два варианта III ступени ракеты «Р-7» с компонентами топлива кислород - керосин и моноокись фтора – этиламины. Аппарат, доставляемый к Луне, должен был иметь массу 400 кг в первом варианте и 800-1000 кг - во втором. М.В. Келдыш поддержал идею создания трехступенчатой ракеты для исследования Луны, однако инженер-полковник А.Г. Мрыкин выразил озабоченность, что будут сорваны сроки разработки ракеты «Р-7» и что разработка спутника отвлечет внимание от основных работ, и предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракеты «Р-7».  Сергей Павлович выступил с кратким сообщением, в котором, в частности, сообщил: «На днях состоялось заседание Совета главных конструкторов, на котором был подробно рассмотрен ход подготовки ракеты-носителя в варианте искусственного спутника. Я считаю необходимым создание в Академии наук СССР специального органа по разработке программы научных исследований с помощью серии искусственных спутников Земли, в том числе и биологических с животными на борту. Эта организация должна уделить самое серьезное внимание изготовлению научной аппаратуры и привлечь к этому мероприятию ведущих ученых Академии наук СССР».

Мстислав Келдыш поддержал начинания Королёва, и с декабря 1955 года по март 1956 года провел ряд совещаний ученых разных специальностей, так или иначе заинтересованных в космических исследованиях. Каждое совещание было посвящено одному вопросу: космическим лучам, ионосфере, магнитному полю Земли и тому подобное. Обсуждались обычно три момента: что может дать искусственный спутник для данной области науки, какие приборы нужно поставить на него и кто из ученых возьмется сконструировать их.

Такой серьезный подход к делу способствовал росту интереса к искусственным спутникам со стороны Академии наук, и правительство уже не могло просто отмахнуться от «фантастического прожекта».

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), разработка комплекса системы управления, радиотехнической аппаратуры и телеметрических систем — на Министерство радиотехнической промышленности, создание гироскопических приборов — на Министерство судостроительной промышленности, разработка комплекса наземного пускового, заправочного и подъемно-транспортного оборудования — на Министерство машиностроения, проведение пусков — на Министерство обороны.

Заполучив долгожданное постановление, Королёв немедленно приступил к реализации своих далеко идущих планов. Разработку эскизного проекта спутника поручили проектному отделу, руководимому С.С. Крюковым. Научным консультантом стал М.К. Тихонравов. Над эскизным проектом искусственных спутников Земли работал сектор Е.Ф. Рязанова в составе И.В. Лаврова, В.В. Молодцова, В.И. Петрова, Н.П. Кутыркина, А.М. Сидорова, Л.Н. Солдатовой, М.С. Флорианского, Н.П. Белоусова, В.В. Носкова. По предложению академика Келдыша, отдел работал сразу над несколькими вариантами «Объекта Д», один из которых предусматривал наличие контейнера с «биологическим грузом» — подопытной собакой.

К июлю 1956 года эскизный проект «Объекта Д» был готов. Соответствующие подпроекты были разработаны смежными организациями. К моменту завершения проекта определился список научных задач, решаемых спутником, что прямым образом повлияло на комплектацию содержащейся в нем аппаратуры. С помощью «Объекта Д» предусматривалось проведение научных исследований по измерению плотности и ионного состава атмосферы, корпускулярного излучения Солнца, магнитных полей, изучению космических лучей. Наряду с фундаментальными научными задачами планировалось получение данных, относящихся к созданию более совершенных ориентированных спутников. После перебора вариантов остановились конической форме корпуса со сферическим днищем. На участке выведения спутник был защищен сбрасываемым кожухом. На поверхности спутника располагались жалюзи системы терморегулирования, состоящие из 16 отдельных секций, открывающих и закрывающих змеевики-радиаторы. Кроме того, на поверхности спутника были смонтированы солнечные батареи (четыре секции на боковой поверхности, четыре — на верхнем и одна — на нижнем днище). На спутнике впервые была установлена система управления бортовым комплексом с автоматическим электронным программно-временным устройством и радиорелейным обменом данными с Землей.

3 сентября 1956 года. Постановлением Совета Министров СССР № 1241-632 головной организацией по созданию наземного командно-измерительного комплекса (КИК) для обеспечения полета первого искусственного спутника Земли был определен НИИ-4 Министерства обороны. Решение о возложении на Министерство обороны новых функций принял министр обороны Маршал Советского Союза Г.К. Жуков. Было предписано организовать семь наземных измерительных пунктов: НИП-1 (ИП-1Д) на полигоне Тюра-Там рядом с ИП-1 полигона, НИП-2 — ст. Макат, НИП-3 — ст. Сары-Шаган, НИП-4 — г. Енисейск, НИП-5 — п. Искуп, НИП-6 — п. Елизово, НИП-7 — п. Ключи.

На Земле создавался комплекс средств, обеспечивающих получение информации, передаваемой со спутника, наблюдение за его орбитой, а также передачу необходимых команд на борт спутника. Такой комплекс должен был включать до пятнадцати научно-измерительных пунктов, размещенных на территории СССР. При заданных сроках создания спутника для наблюдения за его полетом развернуть всю систему не получалось и приходилось рассчитывать только на средства наблюдения, предназначенные для ракеты «Р-7», ограничив время полезной работы спутника всего неделей и не надеясь на достаточную точность измерений орбиты.

Подобный заранее ограниченный подход оправдывался тем, что спутник «Д» был всего лишь прототипом при разработке ориентированного спутника «ОД», снабженного системой ориентации и сбрасываемой капсулой для доставки результатов исследований с орбиты на Землю. Получается, что основной задачей было создание пилотируемого корабля-разведчика (будущий Восток) и беспилотного космического аппарата (будущий Зенит).

К концу 1956 года выяснилось, что есть реальная угроза срыва намеченных планов по запуску искусственного спутника Земли типа «Д» из-за трудностей создания научной аппаратуры и более низкого удельного импульса тяги в пустоте двигателей ракеты «Р-7» (304 вместо 309-310 кгс-с/кг по проекту). Правительством был установлен новый срок запуска - апрель 1958 года.

Столь значительная отсрочка запуска спутника категорически не устраивала Сергея Павловича Королёва. И тогда он принял волюнтаристское решение, ставшее историческим. 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 начале 1957 года Королёв направил в правительство докладную записку «Предложения о первых запусках искусственных спутников Земли до начала Международного геофизического года». Вот что он писал в ней:

«Просим разрешить подготовку и проведение первых пусков двух ракет, приспособленных в варианте искусственных спутников Земли, в период апрель — июнь 1957 г., до официального начала Международного геофизического года, проводящегося с июля 1957 г. по декабрь 1958 г.

<...> Согласно решению от 30 января 1956 г. на базе межконтинентальной ракеты разрабатывается ракета-носитель искусственного спутника Земли с весом контейнера спутника около 1200 кг, куда входит большое количество разнообразной аппаратуры для научных исследований, подопытные животные и т. д.

Первый запуск этого спутника установлен в 1957 г. и, учитывая большую сложность в создании и отработке аппаратуры для научных исследований, может быть произведен в конце 1957 года.

Вместе с тем в Соединенных Штатах Америки ведется весьма интенсивная подготовка к запуску искусственного спутника Земли. Наиболее известен проект под названием «Авангард»  на базе трехступенчатой ракеты, где в одном из вариантов в качестве первой ступени используется ракета  «Редстоун». Спутники представляют собой шаровидный контейнер диаметром 50 см и весом около 10 кг.

В сентябре 1956 г. США сделали попытку запустить на базе Патрик, штат Флорида, трехступенчатую ракету и на ней спутник, сохраняя это в секрете.

Американцам не удалось запустить спутник, и третья ступень их ракеты, по-видимому, с шаровидным контейнером пролетела около 3000 миль, или примерно 4800 км, о чем они объявили после этого в печати, как о выдающемся национальном рекорде и подчеркнули при этом, что американские ракеты летают дальше и выше всех ракет в мире, в том числе и советских ракет.

По отдельным сведениям, имеющимся в печати, США готовятся в ближайшие месяцы к новым попыткам запуска искусственного спутника Земли, желая, очевидно, любой ценой добиться приоритета.

Докладывая о современном состоянии вопроса о возможности запуска в ближайшее время искусственного спутника Земли в СССР и в США, просим одобрить следующие предложения:

1. Промышленным министерствам по сложившейся кооперации с участием Академии наук СССР подготовить две ракеты в варианте искусственного спутника Земли к запуску в апреле — июне 1957 г.

2. Организовать авторитетную Координационную межведомственную комиссию для руководства всеми работами по первым двум запускам искусственного спутника Земли в СССР.

3. Провести необходимые мероприятия для использования всех имеющихся в распоряжении Академии наук СССР и промышленных министерств технических средств и создать на территории СССР в трехмесячный срок систему наблюдений всех видов (радиотехнических, оптических и др.) за полетом искусственного спутника Земли.

4. Опубликовать по шаровому контейнеру искусственного спутника Земли информацию в печати».

Указывая на успехи американцев, Сергей Павлович Королёв несколько сгущал краски: запуск в сентябре 1956 года, о котором он упоминает в процитированной записке, не имел отношения к космической программе США, это был первый запуск ракеты «Юпитер-С» конструкции Вернера фон Брауна, и производился он для решения чисто военных задач. Однако Королёв по-настоящему опасался, что американцы опередят его и всячески форсировал работы над искусственным спутником.

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. Предполагалось выведение двух спутников с использованием двух ракет «Р-7» (8К71). Запуск «Объекта ПС» разрешался только после одного-двух успешных стартов ракеты «Р-7».

Руководство работами по конструированию и изготовлению «ПС-1» («Простейший спутник первый») поручили двум инженерам — Михаилу Хомякову и Олегу Ивановскому. Радиопередатчик для спутника сконструировал Вячеслав Лаппо. Специальные сигналы для передатчика придумывал Михаил Рязанский. Головной обтекатель ракеты, защищающий спутник от воздействия окружающей среды, проектировала группа Сергея Охапкина.

Хотя спутник и выглядел по схеме очень простым, но создавался он впервые, никаких аналогов орбитального искусственного объекта в технике не существовало. Задано было только одно — ограничение по весу: не более 100 кг. (В конечном виде он весил еще меньше — 83,6 кг.)

Довольно быстро конструкторы пришли к выводу, что выгодно сделать спутник в форме шара. Сферическая форма позволила при меньшей поверхности оболочки наиболее полно использовать внутренний объем. На сферической форме настаивал и Сергей Павлович Королёв — ему, видимо, запал образ «малой луны», а Луна, как известно, должна быть круглой.

Все, кто работал в то время над спутником, позднее отмечали, что Королёв особое значение придавал эстетике первого космического аппарата: алюминиевая сфера была тщательнейшим образом отшлифована до чистого блеска и помещена, словно драгоценность, на ложе, обитое бархатом. Королёв предвидел, что «ПС-1» станет одним из символов ХХ века, появится на марках и медалях, на открытках и в памятниках, а потому добивался максимальной выразительности при элегантной простоте внешнего вида.

Внутри спутника разместили два радиопередатчика с частотой излучения 20,005 и 40,002 МГц. Радиопередающее устройство спутника должно было обладать мощностью излучения в 1 Вт. Это позволяло принимать его сигналы на значительных расстояниях широкому кругу радиолюбителей в диапазоне коротких и ультракоротких волн, а также наземным станциям слежения.

Сигналы спутника имели вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 секунды. Когда работал один из передатчиков, то у другого была пауза. Расчетное время непрерывной работы составляло не менее 14 суток.

Энергопитание бортовой аппаратуры спутника обеспечивали электрохимические источники тока (серебряно-цинковые аккумуляторы), рассчитанные на работу минимум в течение двух-трех недель.

Четыре антенны (две длиной 2,4 м и две — 2,9 м) монтировались на передней («верхней») полуоболочке. Специальный пружинный механизм разводил антенны на угол 35° от продольной оси спутника после его отделения от ракеты.

Проектирование велось быстрыми темпами, и изготовление деталей шло параллельно с выпуском чертежей. «Двойник» спутника многократно состыковывали и отделяли от корпуса ракеты, пока конструкторы не убедились, что надежно действует вся цепочка: срабатывают пневмозамки, отделяется головной обтекатель, освобождаются из «походного» положения штыри антенн, и толкатель направляет спутник вперед.

Основная трудность была в изготовлении сферических полуоболочек гидровытяжкой, их сварке со шпангоутом и полировке наружных поверхностей: на них не допускалась даже малейшая царапина, сварка швов должна быть герметичной и контролировалась рентгеном, а герметичность собранного контейнера проверялась гелиевым течеискателем ПТИ-4.

При экспериментальной отработке спутника проводились макетирование размещения бортовой аппаратуры, кабельной сети и механизмов; проверка на герметичность спутника после его сборки с помощью гелиевого течеискателя; отработка процессов сброса головного обтекателя и отделения спутника от ракеты-носителя, исследование теплового режима в целях определения реальных температур спутника.

Экспериментальная отработка спутника подтвердила высокую надежность его конструкции, аппаратуры, что позволило принять решение о его запуске. Подготовка спутника к полету на полигоне проводилась в монтажно-испытательном корпусе технической позиции ракеты носителя, где было организовано для этого специальное рабочее место. Все системы спутника подвергались проверке на функционирование.

Большого внимания и много усилий потребовала подготовка ракеты, которая впоследствии получила название  «Спутник». Необходимо было обеспечить размещение спутника. Для этого следовало сделать переходный отсек и головной обтекатель.

Разработали специальную систему разделения корпуса ракеты и спутника. В наземных условиях опробовать эту систему очень трудно. Все же было создано специальное оборудование и приспособления, которые в какой-то мере имитировали будущие условия. «Двойник»  спутника многократно состыковывали и отделяли от корпуса ракеты, пока не убедились, что надежно действует вся цепочка: срабатывают пневмозамки, отделяется головной обтекатель, освобождаются из "походного" положения штыри антенн, и толкатель направляет спутник вперед.

В марте 1957 года начался выбор и определение параметров траектории активного участка первой «космической» ракеты. В апреле-мае прошли проверки характеристик излучения радиопередатчиков спутника — его «катали» на вертолете, подвесив на тросе длиной 200 метров.

Летом 1957 года в цехе 39 завода № 88 в Подлипках были собраны первые блоки ракеты и проведены испытания системы отделения обтекателя и спутника от центрального блока «А».

17 сентября на собрании, посвященном столетию со дня рождения Константина Циолковского, в Колонном зале Дома Союзов выступил мало кому в то время известный член-корреспондент АН СССР Сергей Павлович Королёв. Что примечательно, тезисы его доклада были в тот же день опубликованы в газете «Правда» в виде небольшой статьи под названием «Основоположник ракетной техники». Это была первая послевоенная публикация Королёва в столь тиражном издании, но главное — ему позволили подписать ее своей собственной фамилией! В статье были и такие слова: «Советские ученые работают над вопросами глубокого проникновения в космическое пространство. Сбываются замечательные предсказания К.Э. Циолковского о полетах ракет и о возможности вылета в межпланетное пространство, высказанные им более шестидесяти лет тому назад».

Через два дня после этого, 19 сентября, Королёв прибыл на полигон Тюра-Там. 20 сентября там состоялось заседание специальной комиссии по запуску спутника, где все службы подтвердили свою готовность к запуску. Тогда же решено было сообщить о запуске спутника в печати только после его первого оборота вокруг Земли

22 сентября на полигон доставили ракету (изделие 8К71ПС) со спутником «ПС» (изделие M1-ПС). Размещены они были на второй площадке в монтажно-испытательном корпусе. Подготовку и запуск ракеты с первым искусственным спутником Земли было поручено осуществить инженерно-испытательной части полигона, контроль осуществляли опытно-испытательные отделы полигона, представители конструкторов-разработчиков и военных приемок. От ОКБ-1 работами руководил Леонид Воскресенский. В ходе подготовки были проведены последние отработочные испытания системы отделения спутника и головного обтекателя. Спутник и обтекатель были пристыкованы к ракете и уложены на установщик. Подготовка ракеты «8К71ПС» на технической позиции шла под особым контролем и наблюдением, причем особое внимание уделялось контролю правильности прохождения команд на сброс головного обтекателя и отделение спутника.

Запуск ракеты с первым искусственным спутником Земли осуществлялся в соответствии с «Программой проведения пробных запусков простейших неориентированных искусственных спутников Земли (объект «ПС») с помощью изделия 8К71ПС», утвержденной Д.Ф. Устиновым, В.Д. Калмыковым, А.Н. Несмеяновым, В.М. Рябиковым, М.И. Неделиным.

Запуск назначили на 6 октября 1957 года, но тут Королёв потребовал произвести его на двое суток раньше. Причиной тому стал листок экспресс-информации, в котором утверждалось, что на совещании по координации запусков ракет и спутников, которое проходило в Вашингтоне по линии Международного геофизического года, на 6 октября намечен американский доклад «Спутник над планетой». Сергей Павлович очень встревожился. Может, это просто доклад, а может, констатация факта?! Королёв знал, что запуск американского спутника планируется примерно на март 1958 года, но вдруг конкуренты решили в тайне пересмотреть сроки.

На самом деле американцы могли попытаться опередить Королёва, если бы знали, что он готовит спутник к запуску. Дело в том, что в то самое время в рамках проекта «Фарсайд» предусматривались запуски на большую высоту (примерно 6370 километров) связок твердотопливных ракет, стартующих с большого стратостата. Если бы в конце разгона ракету «Фарсайд» направили горизонтально, то теоретически она могла бы стать искусственным спутником Земли. 4 октября 1957 года была предпринята попытка запустить такую ракету, однако американцам не повезло: стратостат не достиг заданной высоты, ракета сбилась с курса, достигнутая высота составила около 800 километров. Зато в тот день получилось у Королёва.

Приказ о летных испытаниях спутника был подписан на полигоне 2 октября. Руководителями испытательной команды назначили Леонида Воскресенского — от ОКБ-1 и Александра Носова — от ракетчиков. Ранним утром 3 октября ракету вывезли на старт.

В ночь с 3 на 4 октября началась заключительная стадия подготовки — заправка ракеты компонентами топлива. Предстартовая подготовка проходила по графику. На рабочих местах находились смешанные расчеты испытателей полигона и представителей разработчиков. Поданы команды на пусковые операции, работает автоматика. Включены двигатели.

4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени ярчайшая вспышка осветила ночную казахстанскую степь. Ракета-носитель, впоследствии получившая название «Спутник-1», с гулом ушла вверх. Ее факел постепенно слабел и скоро стал неразличим на фоне звездного неба.

«Ракетно-космическая корпорация  «Энергия» имени С.П. Королёва», Изд-во РКК «Энергия», 1996 г.

Сообщение ТАСС

В течение ряда лет в Советском Союзе ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию искусственных спутников Земли. Как уже сообщалось в печати, первые пуски спутников в СССР были намечены к осуществлению в соответствии с программой научных исследований Международного геофизического года.

В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8.000 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.

Научные станции, расположенные в различных точках Советского Союза, ведут наблюдение за спутником и определяют элементы его траектории. Так как плотность разреженных верхних слоев атмосферы достоверно неизвестна, в настоящее время нет данных для точного определения времени существования спутника и места его вхождения в плотные слои атмосферы. Расчеты показали, что вследствие огромной скорости спутника в конце своего существования он сгорит при достижении плотных слоев атмосферы на высоте нескольких десятков километров.

В России еще в конце 19 века трудами выдающегося ученого К. Э. Циолковского была впервые научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракет.

Успешным запуском первого созданного человеком спутника Земли вносится крупнейший вклад в сокровищницу мировой науки и культуры. Научный эксперимент, осуществляемый на такой большой высоте, имеет громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей солнечной системы.

В течение Международного геофизического года Советский Союз предполагает осуществить пуски еще нескольких искусственных спутников Земли. Эти последующие спутники будут иметь увеличенные габарит и вес и на них будет проведена широкая программа научных исследований.

Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный в сознательный труд людей нового, социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества.

«Правда» 5.10.1957 г.

Ссылка   http://www.iki.rssi.ru/oct4/2007/5-10.htm

October 5, 1957

Soviet Fires Earth Satellite Into Space;

It Is Circling the Globe at 18,000 M.P.H.;

Sphere Tracked in 4 Crossings Over U.S.

By WILLIAM J. JORDEN

Special to The New York Times

MOSCOW, Saturday, Oct. 5 -- The Soviet Union announced this morning that it successfully launched a man-made earth satellite into space yesterday.

The Russians calculated the satellite's orbit at a maximum of 560 miles above the earth and its speed at 18,000 miles an hour.

The official Soviet news agency Tass said the artificial moon, with a diameter of twenty-two inches and a weight of 184 pounds, was circling the earth once every hour and thirty-five minutes. This means more than fifteen times a day.

Two radio transmitters, Tass said, are sending signals continuously on frequencies of 20.005 and 40.002 megacycles. These signals were said to be strong enough to be picked up by amateur radio operators. The trajectory of the satellite is being tracked by numerous scientific stations.

Due Over Moscow Today

Tass said the satellite was moving at an angle of 65 degrees to the equatorial plane and would pass over the Moscow area twice today.

"Its flight," the announcement added, "will be observed in the rays of the rising and setting sun with the aid of the simplest optical instruments, such as binoculars and spyglasses."

The Soviet Union said the world's first satellite was "successfully launched" yesterday. Thus it asserted that it had put a scientific instrument into space before the United States. Washington has disclosed plans to launch a satellite next spring, Oct. 4.

The Moscow announcement said the Soviet Union planned to send up more and bigger and heavier artificial satellites during the current International Geophysical Year, an eighteen-month period of study of the earth, its crust and the space surrounding it.

Five Miles a Second

The rocket that carried the satellite into space left the earth at a rate of five miles a second, the Tass announcement said. Nothing was revealed, however, concerning the material of which the man-made moon was constructed or the site in the Soviet Union where the sphere was launched.

The Soviet Union said its sphere circling the earth had opened the way to interplanetary travel.

It did not pass up the opportunity to use the launching for propaganda purposes. It said in its announcement that people now could see how "the new socialist society" had turned the boldest dreams of mankind into reality.

Moscow said the satellite was the result of years of study and research on the part of Soviet scientists.

Several Years of Study

Tass said: "For several years the research and experimental designing work has been under way in the Soviet Union to create artificial satellites of the earth. It has already been reported in the press that the launching of the earth satellites in the U.S.S.R. had been planned in accordance with the program of International Geophysical Year research.

"As a result of intensive work by the research institutes and design bureaus, the first artificial earth satellite in the world has now been created. This first satellite was successfully launched in the U.S.S.R. October four."

The Soviet announcement said that as a result of the tremendous speed at which the satellite was moving it would burn up as soon as it reached the denser layers of the atmosphere. It gave no indication how soon that would be.

Military experts have said that the satellites would have no practicable military application in the foreseeable future. They said, however, that study of such satellites could provide valuable information that might be applied to flight studies for intercontinental ballistic missiles.

The satellites could not be used to drop atomic or hydrogen bombs or anything else on the earth, scientists have said. Nor could they be used in connection with the proposed plan for aerial inspection of military forces around the world.

An Aid to Scientists

Their real significance would be in providing scientists with important new information concerning the nature of the sun, cosmic radiation, solar radio interference and static-producing phenomena radiating from the north and south magnetic poles. All this information would be of inestimable value for those who are working on the problem of sending missiles and eventually men into the vast reaches of the solar system.

Publicly, Soviet scientists have approached the launching of the satellite with modesty and caution.

On the advent of the International Geophysical Year last June they specifically disclaimed a desire to "race" the United States into the atmosphere with the little sphere.

The scientists spoke understandingly of "difficulties" they had heard described by their American counterparts. They refused several invitations to give any details about their own problems in designing the satellite and gave even less information than had been generally published about their work in the Soviet press.

Hinted of Launching

Concerning the launching of their first satellite, they said only that it would come "before the end of the geophysical year" -- by the end of 1958.

Several weeks earlier, however, in a guarded interview given only to the Soviet press, Alexander N. Nesmeyanov, head of the Soviet Academy of Science, dropped a hint that the first launching would occur "within the next few months."

But generally Soviet scientists consistently refused to boast about their project or to give the public or other scientists much information about their progress. Key essentials concerning the design of their satellites, their planned altitude, speed and instruments to be carried in the small sphere, were carefully guarded secrets.

Спутник был запущен в северо-восточном направлении. Через 295 секунд после старта «ПС-1» и центральный блок ракеты весом 7,5 тонн были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 228 км (некоторые статьи в Википедии приводят высоту в перигее 288 км). На 314,5 секунде после старта произошло отделение Спутника от последней ступени ракеты-носителя, и он подал свой голос. «Бип! Бип!» — так звучали его позывные.

Сборка первого спутника

Сигналы спутника принимали радиоприемники по всему миру, и простенький «бип-бип» стал символом начала

Космической Эры.

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.

Наблюдения на первых витках показали, что спутник вышел на орбиту с наклонением 65,1°, высотой в перигее 228 км и максимальным удалением от поверхности Земли в 947 км. На каждый виток вокруг Земли он тратил 96 минут 10,2 секунды.

Первый спутник летал 92 дня (до 4 января 1958 года, 1440 оборотов вокруг Земли), блок «А», вышедший с ним вместе на орбиту, — 60 дней (до 2 декабря 1957 года, 882 оборота вокруг Земли), после чего они вошли в атмосферу и сгорели. Радиопередатчики «ПС-1» работали три недели. Спутник наблюдался на небе как объект 6-й, а блок «А» — 1-й звездной величины.

Задачи полета первого спутника были выполнены полностью. Радиопередатчики обеспечили возможность систематических наблюдений за его орбитой. При этом выбор длин волн и большая мощность передатчиков (радиосигналы «ПС-1» принимались на расстоянии до 10-12 тысяч километров) позволили провести ряд исследований по распространению радиоволн в ионосфере. Характер торможения спутника и блока «А» в верхних слоях атмосферы позволил оценить ее плотность.

Политический и общественный резонанс в мире был ошеломляющим. Зрелище «Спутника» за пределами атмосферы с неустанно передаваемым по радио «бип-бип-бип» быстро захватило внимание широкой аудитории, включающей ученых, радиолюбителей, военных, агентов разведслужб и бесчисленных зрителей, взобравшихся на крыши со своими биноклями. Это событие было значительной вехой для всего человечества, вехой, не имеющей исторических аналогов, а для Советского Союза — техническим триумфом безмерного значения.

9 октября 1957 года официальный печатный орган КПСС, а в те времена и всего Советского Союза, поведал всему миру о дальнейших перспективах освоения космического пространства.

СОВЕТСКИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ

4 октября 1957 г. весь мир стал свидетелем выдающегося события — в Советском Союзе был осуществлен успешный запуск первого искусственного спутника Земли. Сообщение о запуске спутника было получено во всех уголках земного шара. Прохождение его зарегистрировано многими наблюдателями на всех континентах. Создание спутника явилось результатом длительной, упорной исследовательской и конструкторской работы, в которой приняли участие большие коллективы советских ученых, инженеров, работников промышленности.

Теоретически вопрос о возможности посылки космического корабля за пределы земной атмосферы был решен в начале двадцатого столетия выдающимся русским ученым К. Э. Циолковским, доказавшим, что средством для космического полета должна быть ракета. В трудах К. Э. Циолковского был разработан ряд кардинальных проблем межпланетного полета и было указано, что создание искусственного спутника Земли явится первым и необходимым этапом.

Создание искусственного спутника Земли потребовало решения ряда сложнейших и принципиально новых научно-технических проблем. Наибольшие трудности встретились при разработке ракеты-носителя для вывода спутника на орбиту. Для запуска спутника создана ракета-носитель, обладающая высоким конструктивным совершенством. Созданы мощные двигатели, работающие при трудных термических условиях. Разработаны оптимальные режимы движения ракеты, обеспечивающие наиболее эффективное ее использование. Для обеспечения заданного закона движения ракеты, необходимого для выведения спутника на орбиту, разработана весьма точная и эффективная система автоматического управления ракетой.

Решение этих, а также многих других сложнейших задач оказалось возможным лишь в результате использования новейших достижений науки и техники в самых различных областях и в первую очередь благодаря высокому техническому уровню ракетостроения в СССР. Создание искусственного спутника Земли в столь короткие сроки было обеспечено высоким уровнем научно-технического потенциала в нашей стране, четкой и организованной работой научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и промышленных предприятий.

Запуску спутника предшествовала также большая экспериментальная работа, связанная с созданием и отработкой как отдельных агрегатов, так и всей системы в комплексе. Успешный запуск спутника полностью подтвердил правильность расчетов и основных технических решений, принятых при создании ракеты-носителя и спутника.

Запуск первого спутника открывает широкую программу научных исследований, которая будет продолжена в течение Международного геофизического года на ряде последующих искусственных спутников, при создании которых предусматривается дальнейшее увеличение их веса и размеров. Создание спутника является первым шагом в завоевании межпланетного пространства и осуществлении космических полетов.

Спутник имеет форму шара. Он был размещен в передней части ракеты-носителя и закрыт защитным конусом, Ракета со спутником стартовала вертикально. Через небольшое время после старта при помощи программного устройства ось ракеты начала постепенно отклоняться от вертикали. В конце участка выведения на орбиту ракета находилась на высоте нескольких сот километров и двигалась параллельно земной поверхности со скоростью около 8000 метров в секунду. После окончания работы двигателя ракеты защитный конус был сброшен, спутник отделился от ракеты и начал двигаться самостоятельно.

В настоящее время вокруг Земли движется снабженный аппаратурой спутник, а также ракета-носитель и защитный конус. Так как скорость отделения конуса от спутника и спутника от ракеты не велика, носитель и конус в течение некоторого времени находились от спутника на сравнительно небольшом расстоянии, двигаясь вокруг Земли по орбитам, близким к орбите спутника. Затем, вследствие разности периодов обращения, получающейся как за счет относительной скорости в момент отделения, так и за счет различной степени торможения в атмосфере Земли, все три тела разошлись и в процессе дальнейшего движения в один и тот же момент времени могут оказаться находящимися над совершенно различными точками земной поверхности.

Орбита спутника

Орбита спутника представляет собой в первом приближении эллипс, один из фокусов которого находится в центре Земли. Высота полета спутника над поверхностью Земли не остается постоянной, а периодически изменяется, достигая наибольшего значения, примерно тысячи километров. В настоящее время перигей орбиты (ее наинизшая точка) находится в северном полушарии Земли, а апогей (наивысшая точка орбиты) — в южном полушарии.

Ориентация плоскости орбиты относительно неподвижных звезд остается почти постоянной. Так как Земля вращается вокруг своей оси, то на каждом следующем витке спутник должен оказываться над другим районом, смещаясь за один виток примерно на 24° по долготе. Фактическое смещение по долготе будет несколько больше, так как вследствие отклонения поля тяготения от центрального плоскость орбиты будет медленно поворачиваться вокруг оси Земли в направлении, противоположном ее вращению. Это движение плоскости орбиты невелико и составляет примерно четверть градуса по долготе за один оборот. В результате относительного движения Земли и плоскости орбиты каждый следующий виток будет проходить западнее предыдущего на широте Москвы примерно на 1500 км. В экваториальной области смещение больше и будет составлять около 2500 километров.

Плоскость орбиты наклонена к плоскости земного экватора под углом 65°. В связи с этим трасса спутника проходит над районами Земли, находящимися приблизительно между Северным и Южным полярными кругами. Вследствие вращения Земли вокруг оси угол наклона трассы к экватору отличается от угла наклонения плоскости орбиты. Приходя в северное полушарие, трасса пересекает экватор под углом 69° в направлении на северо-восток. Затем трасса постепенно заворачивает все больше на восток и, коснувшись параллели, отвечающей 65° северной широты, отклоняется к югу и пересекает экватор в направлении на юго-восток под углом 69°. В южном полушарии трасса касается параллели, отвечающей 65° южной широты, после чего отклоняется к северу и снова переходит в северное полушарие.

С течением времени, вследствие торможения спутника в верхних слоях атмосферы Земли, форма и размеры орбиты спутника будут постепенно изменяться. Так как на больших высотах, где происходит движение спутника, плотность атмосферы чрезвычайно мала, эволюция орбиты будет происходить вначале весьма медленно. Высота апогея будет убывать быстрее высоты перигея, и орбита будет все более приближаться к круговой. При вхождении спутника в более плотные слои атмосферы, торможение спутника станет весьма сильным. Спутник раскалится и сгорит, подобно метеорам, приходящим из межпланетного пространства и сгорающим в атмосфере Земли.

В настоящее время плотность верхней атмосферы известна недостаточно точно. Поэтому дать точный прогноз о времени существования спутника на орбите пока не представляется возможным. Данные о плотности верхней атмосферы, имеющиеся в настоящее время, а также результаты проведенных траекторных намерений, позволяют утверждать, что спутник будет двигаться вокруг Земли длительное время.

Период обращения спутника составляет в настоящее время 96 мин. По мере понижения орбиты период будет уменьшаться. Скорость изменения периода будет служить указанием на быстроту изменения формы орбиты. Поэтому точное измерение периода обращения спутника является чрезвычайно важной и ответственной задачей.

Параметры орбиты советского искусственного спутника позволяют наблюдать его на всех континентах в большом диапазоне широт. Это открывает большие возможности для решения различных научных проблем. Можно указать, что запуск спутника на такую орбиту является более трудной задачей, чем запуск на орбиту, близкую к экваториальной плоскости. При запуске по экватору имеется возможность использования в большей степени для разгона ракеты скорости вращения Земли вокруг оси.

Наблюдения за движением спутника

Весьма важной составной частью исследований, проводимых с помощью искусственного спутника Земли, является наблюдение за его движением, обработка наблюдений и предсказание по результатам обработки дальнейшего движения спутника. Наблюдение за спутником ведется с помощью радиотехнических средств, а также в обсерваториях с помощью оптических инструментов. Наряду со специалистами с их средствами к наблюдениям широко привлечены радиолюбители, а также группы астрономов-любителей, ведущие наблюдения на астрономических площадках с помощью специально изготовленных для этих целей оптических инструментов. В настоящее время в СССР наблюдения за спутником регулярно ведут 66 станций оптических наблюдений и 26 клубов ДОСААФ с большим количеством средств радионаблюдения. Кроме того, наблюдения за спутником ведут индивидуально тысячи радиолюбителей.

Научные станции ведут наблюдения с помощью радиолокаторов и радиопеленгаторов. Ведутся также наблюдения оптическими методами и фотографирование движения спутника.

Остановимся на методах наблюдения астрономами-любителями и радиолюбителями, так как эти методы доступны широким кругам, интересующимся движением спутника. В распоряжении астрономов-любителей имеется большое количество специально изготовленных астрономических трубок, обладающих совершенной оптикой с широким углом зрения. На наблюдательных станциях имеются также комплекты оборудования, позволяющие определять положение спутника на небесной сфере в определенный момент времени.

Имеющаяся аппаратура, с помощью которой оптическая станция отмечает положение спутника на небесной сфере, позволяет производить измерения с точностью до одного градуса, а момент времени, в который отмечается это положение, с погрешностью не более одной секунды. Оптическая станция наблюдает искусственный спутник в утреннее или вечернее время, когда поверхность Земли погружена в темноту, а сам спутник, находясь на большой высоте, освещен Солнцем.

Следует отметить, что наблюдения за спутником с помощью астрономических инструментов представляют известную трудность и не похожи на наблюдения обычных астрономических объектов, так как спутник движется по небу очень быстро, со скоростью в среднем около одного градуса в секунду.

Для обеспечения надежности наблюдений каждая оптическая станция устраивает один или два «оптических барьера» из трубок, расположенных в меридиане и по вертикальному кругу, перпендикулярному видимой орбите спутника. Кроме того, при поиске спутника применяется метод, основанный на так называемом «правиле местного времени». Этот метод использует то обстоятельство, что орбита спутника не участвует в суточном вращении Земли, а сам спутник будет проходить через заданную широту в местное звездное время, медленно меняющееся при вращении орбиты в абсолютном пространстве вокруг земной оси за счет отклонения поля тяготения от центрального. Благодаря этому для данной станции спутник в процессе своего движения будет проходить через последовательность точек на небесной сфере, которые можно назвать точками ожидания. Если регулировать ось оптического прибора таким образом, чтобы она была направлена в заранее рассчитанную на небесной сфере очередную точку ожидания, то рано или поздно неизбежно произойдет обнаружение спутника.

Наблюдения за спутником ведет большое число радиолюбителей с помощью специально для этой цели сконструированных радиоприемников. Схемы этих приемников, а также схемы пеленгационных приставок к ним были опубликованы в научно-популярном радиотехническом журнале «Радио» задолго до запуска спутника. Информацию о движении спутника, даваемую радиолюбителями, можно использовать не только для изучения законов прохождения радиоволн через атмосферу, но также, особенно в случае, если радиолюбитель использует пеленгационную приставку, для грубого определения элементов орбиты спутника.

Уже к настоящему времени имеется большое количество наблюдений спутника радиолюбителями. В ряде мест прохождение спутника зарегистрировано астрономами-любителями. В ряде других мест, к сожалению, до сих пор облачность не дала возможности вести оптические наблюдения.

Все данные научных станций, а также радио- и оптических наблюдений любителей собираются и обрабатываются. В результате обработки этих данных определяются как элементы орбиты, так и их вековые уходы. При обработке используются новейшие вычислительные средства, такие, как электронные счетные машины. В результате обработки уточняются параметры орбиты и предсказывается движение спутника. Кроме того, данные, поступающие с наблюдательных станций, используются для ряда геофизических исследований, проводимых с помощью спутника, таких, например, как определение плотности атмосферы по эволюции параметров орбиты спутника и т. д.

Характеристика спутника

Как уже указывалось, спутник имеет форму шара. Диаметр его равен 58 сантиметрам, вес — 83,6 килограмма. Герметичный корпус спутника изготовлен из алюминиевых сплавов. Поверхность его полирована и подвергнута специальной обработке. В корпусе размещается вся аппаратура спутника вместе с источниками энергопитания аппаратуры. Перед пуском спутник заполняется газообразным азотом.

На внешней поверхности корпуса установлены антенны в виде четырех стержней длиной от 2,4 до 2,9 метра. Во время выведения спутника стержни антенн прижаты к корпусу ракеты. После отделения спутника антенны поворачиваются относительно своих шарниров и занимают положение, изображенное на фотографии.

Двигаясь по орбите, спутник периодически подвергается резко переменным тепловым воздействиям — нагреванию лучами Солнца в период нахождения над освещенной стороной Земли, охлаждению при полете в тени Земли, термическим воздействиям атмосферы и т. д. Кроме того, при работе аппаратуры в спутнике также выделяется известное количество тепла. В тепловом отношении искусственный спутник является самостоятельным небесным телом, находящимся в лучистом теплообмене с окружающим пространством. Поэтому обеспечение в течение длительного времени нормального температурного режима на спутнике, необходимого для работы его аппаратуры, является принципиально новой и достаточно сложной задачей. Поддержание необходимого температурного режима на первом спутнике обеспечивается приданием его поверхности соответствующих значений коэффициентов излучения и поглощения солнечной радиации, а также регулированием теплового сопротивления между оболочкой спутника и размещаемой в нем аппаратурой за счет принудительной циркуляции азота внутри спутника.

На спутнике установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие сигналы с частотами 20,005 и 40,002 мегагерца (длина волн—15 и 7,5 метра соответственно). Следует отметить, что на созданном в СССР искусственном спутнике в связи с его относительно большим весом оказалось возможным установить радиопередатчики большой мощности. Это позволяет производить прием сигналов со спутника на весьма больших расстояниях и дает возможность включиться в наблюдения за спутником самым широким кругам радиолюбителей во всех частях земного шара. Первые сутки наблюдения за полетом спутника подтвердили возможность уверенного приема его сигналов обычными любительскими приемниками на расстояниях нескольких тысяч километров. Зафиксированы отдельные случаи приема сигналов спутника на расстояниях до 10000 километров.

Радиосигналы спутника

Сигналы, излучаемые радиопередатчиками на каждой из частот, имеют вид телеграфных посылок. Посылка сигнала одной частоты производится во время паузы сигнала другой частоты. В среднем длительность сигналов на каждой из частот составляет около 0,3 секунды. Эти сигналы используются для наблюдения за орбитой спутника, а также для решения ряда научных задач. Для регистрации процессов, происходящих на спутнике, на нем установлены чувствительные элементы, меняющие частоты телеграфных посылок и соотношения между длительностью этих посылок и пауз при изменении некоторых параметров на спутнике (температуры и др.). При приеме сигналов со спутника производится их регистрация для последующей расшифровки и анализа.

Следует учитывать, что через некоторое время радиопередатчик прекратит свою работу. Это может, например, произойти, если метеорная частица пробьет корпус спутника или повредит антенну. Кроме того, спутник имеет ограниченный запас электроэнергии. После прекращения работы передатчика наблюдение за спутником будет вестись оптическими методами и радиолокаторами.

Большое значение имеют наблюдения за распространением радиоволн, излучаемых со спутника. До сих пор основные сведения об ионосфере были получены изучением радиоволн, посылаемых с Земли и отраженных от областей ионосферы, лежащих ниже максимальной ионизации ионосферных слоев. В настоящее время по существу не известно, на каких высотах лежит верхняя граница ионосферы. Запуск спутника создает возможность получать в течение длительного времени радиосигналы с двумя различными частотами из областей ионосферы, ранее недоступных для длительных наблюдений, лежащих выше максимума ионизации, а может быть, над ионосферой вообще.

Измерение уровней принимаемых сигналов и углов рефракции радиоволн с различными частотами позволяет получить данные о затухании радиоволн в ранее не исследованных областях ионосферы и некоторые сведения о структуре этих областей.

 * * *

Программа научных измерений на искусственных спутниках Земли весьма обширна и охватывает многие разделы физики верхних слоев атмосферы и изучения космического пространства около Земли.

К этим вопросам относятся: изучение состояния ионосферы, ее химической структуры, измерения давления и плотности, магнитные измерения, изучение природы корпускулярного излучения Солнца, первичного состава и вариаций космических лучей, ультрафиолетового и рентгеновского участков спектра Солнца, а также электростатических полей верхних слоев атмосферы и микрочастиц. Уже первый спутник даст сведения по ряду из этих вопросов.

В области изучения космических лучей программа предусматривает получение данных по относительному количеству в составе первичного космического излучения различных ядер. В частности, будет произведено определение относительного количества ядер лития, бериллия и бора, а также ядер с весьма большим зарядом. В этом отношении можно будет получить данные, недоступные для ранее применявшихся методов исследований.

Устанавливаемая на спутниках аппаратура позволяет также произвести изучение вариаций полного потока космических лучей, изучение которых затрудняет большая толща атмосферы, находящейся над аппаратурой при установке ее на Земле. Полученные данные позволят выявить суточные, полусуточные и двадцатисемисуточные вариации и изучить их связь с явлениями на Солнце. Спутник позволяет провести указанные измерения по всему земному шару.

Вследствие поглощения атмосферой коротковолновой радиации Солнца она до сих пор еще не изучена. Большие высоты, на которых обращается спутник, позволят с помощью разработанной нашими физиками аппаратуры изучить ультрафиолетовый и рентгеновские участки спектра Солнца и выявить вариации интенсивности излучения. Это важно, так как по современным представлениям коротковолновое излучение Солнца вызывает ионизацию верхних слоев атмосферы. Следовательно, эти результаты прольют новый свет на процессы образования ионосферы. Поскольку коротковолновое излучение Солнца вызывается солнечной короной, данные о нем позволят получить новые результаты о структуре солнечной короны.

Наряду с коротковолновой радиацией Солнца огромную роль в процессах, происходящих в верхних слоях атмосферы, играет корпускулярное излучение Солнца. С этой целью важно решить вопрос о природе корпускулярного излучения, его интенсивности, энергетическом спектре частиц, выбрасываемых Солнцем, и выяснить роль корпускулярного излучения Солнца в образовании полярных сияний. Эти вопросы также удастся решить с помощью созданной аппаратуры и устанавливаемой на искусственных спутниках Земли.

Полет спутника над ионизированными слоями атмосферы позволяет проверить ряд выводов, сделанных на основании тех или иных гипотез, относительно круговых токов, существующих в верхних слоях атмосферы. Искусственные спутники позволяют также произвести изучение быстрых вариаций магнитного поля Земли.

Представляет значительный интерес изучение на больших высотах (порядка 1000 километров) электростатических полей и решение вопроса — является ли Земля вместе со своей атмосферой заряженной или нейтральной системой. Наряду с изучением ионосферы косвенными методами путем наблюдения за прохождением радиоволн программа исследований на спутниках предусматривает непосредственные замеры ионной концентрации на различных высотах, а в дальнейшем также химического состава ионосферы масс спектрометрическими методами. Если справедливы современные представления о том, что на больших высотах отсутствуют отрицательные ионы, эти опыты дадут полные сведения о составе ионосферы.

Не останавливаясь на всех научных наблюдениях, которые производятся и будут произведены на спутниках в течение Международного геофизического года, мы упомянем еще об исследованиях метеорной материи, находящейся в верхних слоях атмосферы. Намечено получение спектра масс и скоростей микрочастиц, попадающих в атмосферу из космического пространства.

Искусственный спутник есть первый шаг в завоевании космического пространства. Для перехода к осуществлению космических полетов с человеком необходимо изучить влияние условий космического полета на живые организмы. В первую очередь это изучение должно быть проведено на животных. Так же, как это было на высотных ракетах, в Советском Союзе будет запущен спутник, имеющий на борту животных в качестве пассажиров, и будут проведены детальные наблюдения за их поведением и протеканием физиологических процессов.

Можно с уверенностью сказать, что осуществление намеченной программы научных исследований с помощью искусственных спутников Земли сыграет революционизирующую роль во многих вопросах физики, геофизики и астрофизики.

С успешным запуском искусственного спутника Земли наука и техника делают новый качественный скачок, перенося прямые методы научных измерений в недоступное до настоящего времени космическое пространство и прокладывая широкие пути будущим межпланетным путешествиям.

 «Правда» от 9 октября 1957 года

Сейчас в интернете можно найти много информации о первых спутниках. Но большинство информации по  «ПС-1» является творчеством пересказывания и изложения «своими словами» выше указанных статей из газеты «Правда».

Техническое описание спутника

Простейший спутник был выполнен как герметичный контейнер сферической формы диаметром 580 мм, состоящий из двух силовых полуоболочек (конструкционный материал — алюминиевый сплав АМг-6 толщиной 2 мм).

Передняя полуоболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном (R = 580 мм) 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. Соединение полуоболочек осуществлялось посредством 36 шпилек М8х1,25. Герметичность стыка обеспечивала прокладка из вакуумной резины. Передняя полуоболочка имела четыре гнезда для крепления 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 «ПС» от ракеты-носителя.

Четыре антенны (две длиной 2,4 м, две — 2,9 м) монтировались на передней («верхней») полуоболочке. Специальный пружинный механизм разводил антенны на угол 35° от продольной оси спутника после его отделения от ракеты носителя (таким образом формировалась заданная диаграмма их излучения).

Поверхность корпуса «ПС» полировалась и подвергалась специальной обработке, чтобы придать ей заданные значения коэффициента поглощения солнечной радиации AS и коэффициента собственного излучения ξ (внешний экран передней полуоболочки: AS = 0,2-0,25; снаружи ξ = 0,05-0,1; изнутри ξ = 0,8-0,9; задняя полуоболочка: AS = 0,23-0,27; ξ = 0,35-0,45).

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 «ПС» — и таким образом предотвращало дальнейшее снижение температуры.

Внутри гермоконтейнера находились: радиопередатчики мощностью 1 Вт 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 (разработчик Институт источников тока, директор Н.С. Лидоренко), срок их непрерывной работы — не менее двух недель; дистанционный переключатель; вентилятор системы терморегулирования; сдвоенное реле системы терморегулирования; контрольное термореле и барореле. Радиопередатчики работали на частотах 20,005 и 40,002 МГц (длины волн, соответственно, 15 и 7,5 м) импульсами длительностью от 0,2 до 0,6 сек (настроечное значение 0,4 сек), импульсы одного передатчика в паузах другого. При замыкании и размыкании контактов датчиков контроля давления (барореле с настройкой р=0,35 атм) и температуры (сдвоенное термореле с настройкой Т1=+50°С, Т2=0°С) изменялись частоты сигналов и соотношения между их длительностью и паузами, что обеспечивало «диапазонный» контроль герметичности и температуры внутри «ПС».

Общая масса «ПС» в сборе составляла 83,6 кг.

Во время выведения спутник находился под сбрасываемым коническим обтекателем высотой 80 см с углом при вершине 48° и удерживался 8-ю зацепами. Стержни антенн прижимались к наружной поверхности конического переходника ракеты носителя приливами обтекателя. Отделение «ПС» осуществлялось пневмотолкателем с относительной скоростью 2,73 м/с. Как дублирующее было предусмотрено пиротехническое устройство, обеспечивающее отделение спутника со скоростью 1,45 м/с. Одновременно пружинным толкателем со скоростью 0,643 м/с производилось отделение головного обтекателя (ГО).

Следует отметить, что изменения в комплектации ракеты носителя и замена «Объекта Д» на «ПС», не имевшего на борту траекторных телеметрических устройств, заметно усложнила работу и полигонного, и командно-измерительного комплекса. Вместе с головной частью демонтировали единственную внешнетраекторную систему «Факел», что оставило ракету без надежных траекторных измерений, проводившихся ранее станциями «Бинокль» и «Иртыш». Радиолокационные станции «П-30», установленные на НИПах, не имели штатных средств документирования информации; попытки же вести фотозаписи обзорных экранов надежных результатов не давали. Определение траектории спутника могли осуществлять радиопеленгаторы военно-воздушных сил (ВВС), гражданского воздушного флота и других ведомств, но их точность была невысока.

В связи с этими обстоятельствами было принято решение определять факт выхода искусственного спутника Земли и последней ступени ракеты на орбиту по «нормальности» стабилизации изделия в полете и по прохождению главной команды на выключение двигателя в заданном временном интервале (фиксировалась с помощью системы «Трал» ИП-1 и ИП-6 полигона), а также по включению радиомаяка «ПС» после его отделения. На орбитальном участке полета спутника траекторные измерения должны были вести оптические обсерватории Академии Наук СССР и радиопеленгаторы.

(Афанасьев И. «Большой космический клуб» / И.Афанасьев, А.Лавренов. — Изд-во «РТСофт», 2006)

В соответствии с установленными международными правилами, появившиеся на орбите объекты получили номера 1957 Альфа 1, 2 и 3. Обозначение Альфа 1 получила центральная часть ракеты-носителя, весившая примерно 7,5 тонн. Впоследствии кто-то с усмешкой заметил, что первым зарегистрированным искусственным объектом в космосе был первый кусок космического мусора. Сам «Спутник 1» получил обозначение Альфа 2, а носовой конус, ставший вторым куском космического мусора, – обозначение Альфа 3.

Спутник летал 92 дня и совершил 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали 21 день.

Последняя ступень ракеты-носителя, от которой отделился спутник, так же вышла на околоземную орбиту и покинула её через 57 дней после запуска, совершив 885 оборотов вокруг Земли.

Запуск           NSSDC ID     1957-001А

Объект          NORAD ID   1          SL-1 R/B

Сход с орбиты: 1957-12-01

Запуск спутника «Спутник 1» осуществлялся Министерством обороны СССР.

Запуски в мире

предыдущий                         следующий Спутник-2 (Sputnik 2)

Запуски в CCCР

предыдущий                         следующий Спутник-2 (Sputnik 2)

Дальнейшим развитием советских искусственных спутников Земли  стали пилотируемые космические корабли «Восток» и беспилотные космические аппараты серии «Космос».

National Space Science Data Center http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1957-001B