Sputnik 1

El Plantilla:Cirílico llançat el 4 d'octubre de 1957 per la Unió Soviètica, va anar el primer satèlit artificial de l'història. Sputnik 1 en Wikimedia Commons.

El Sputnik 1 va ser el primer de varis satèlits llançats per la Unió Soviètica en la seua programa Sputnik, la majoria d'ells en èxit. Li va seguir el Sputnik 2, com el segon satèlit en òrbita i també el primer en dur a un animal a bordo, una gossa anomenada Laika. El primer fracàs ho va sofrir el Sputnik 3.

Història

Image artística del Sputnik 1 en òrbita sobre la terra.

La nau Sputnik 1 va ser el primer intent exitós de posar en òrbita un satèlit artificial al voltant de la Terra. Es va llançar des del Cosmódromo de Baikonur en Tyuratam, 371 km al suroest de la chicoteta ciutat de Baikonur, en Kazakhstan (abans partix de l'Unió Soviètica). La paraula spútnik en rus significa "companyer de viage" ("satèlit" en astronáutica). El nom oficial complet, es traduïx, no obstant, com "Satèlit Artificial Terrestre" (ISZ per les seues sigles en rus).

El Sputnik 1 va ser el primer d'una série de quatre satèlits que varen formar part del programa Sputnik de l'antiga Unió Soviètica i es va planejar com una contribució al Any Geofísico Internacional (1957-1958), establit per la Organisació de les Nacions Unides. Tres d'estos satèlits (Sputnik 1, Sputnik 2 i Sputnik 3) varen alcançar l'òrbita terrestre. El Sputnik 1 es va llançar en el vehícul de llançament R-7 i es va incinerar durant el seu reentrada el 4 de giner de 1958.

La seqüència real de la presa de decisions en lo que representa a la forma del Sputnik 1 va ser enrevesada. Inicialment l'Acadèmic Mstislav Kéldysh va idear un satèlit d'1,5 t en forma de con, en la capacitat de fer moltes medicions físiques en l'espai, pero quan els soviètics varen llegir que el proyecte nortamericà Vanguard tenia dissenyats, i planejats dos satèlits, un de chicotet solament per a vore si podien posar alguna cosa en òrbita, els russos varen decidir fer lo mateix, realisant lo que es traduïx com "el satèlit més simple", que tenia un centímetro més de diàmetro i era prou més pesat que el Vanguard. Ells varen tindre que vore si les condicions en òrbita terrestre baixa podien permetre un satèlit major permanéixer allí durant el temps necessari. Quatre mesos despuix del llançament del Sputnik 1, va ser posat en òrbita el satèlit de prova Vanguard, Jruschov ho va ridiculisar comparant-ho en un "naronja". Una volta que els soviètics varen descobrir que també podien posar en òrbita satèlits de prova, varen pensar en posar en òrbita el satèlit i laboratori espacial Kéldysh com Sputnik 3, fent-ho despuix d'un primer llançament fallanc.

Abans del llançament

Proyecte de construcció del satèlit

El 17 de decembre de 1954, el científic cap d'eixides soviètic Sergei Korolev va propondre un pla de desenroll d'un satèlit artificial al Ministre de l'Indústria de Defensa, Dimitri Ustinov. Korolev li va remetre un informe de Mijal Tijonravov, en una visió general de proyectes similars en l'estranger. Tikhonravov havia destacat que el llançament d'un satèlit orbital era una etapa inevitable és el desenroll de la tecnologia d'eixides.

El 29 de juliol de 1955, el president nortamericà Dwight D. Eisenhower va anunciar a través del seu secretari de prensa que, durant el Any Geofísico Internacional (AIG), Estats Units llançaria un satèlit artificial. Quatre dies despuix, Leonid Sedov, un destacat físic soviètic, va anunciar que ells també llançarien un satèlit artificial. El 8 d'agost, el Politburó del Partit Comuniste de l'Unió Soviètica va aprovar la proposta de crear un satèlit artificial. El 30 d'agost Vasily Ryabikov-el cap de la Comissió Estatal dels llançaments de prova del R-7- va celebrar una reunió en la que Korolev va presentar les senyes de càlcul per a una trayectòria de vol espacial a la Lluna. Varen decidir desenrollar una versió de tres etapes de l'eixida R-7 per al llançament de satèlits.

Última peça que queda del Sputnik 1: clau metàlica d'armat que impedia el contacte entre les bateries i el transmissor abans del llançament; exposta en el Smithsonian Museu Nacional de l'Aire i de l'Espai.

El 30 de giner de 1956 el Consell de Ministres va aprovar els treballs pràctics d'un satèlit artificial en òrbita terrestre. Este satèlit, denominat Objecte D, estava previst que es completara en 1957-58; tindria una massa de i duria d'instruments científics. El primer llançament de prova de el "Objecte D" estava previst per a 1957. El treball en el satèlit s'anava a dividir entre les institucions de la següent manera:

La Acadèmia de Ciències de la URSS era responsable de la direcció científica general i del suministrament d'instruments d'investigació
El Ministeri de l'Indústria de Defensa i la seua oficina principal de disseny, OKB-1, es varen encarregar de la construcció del satèlit
El Ministeri de l'Indústria Radiotécnica desenrollaria el sistema de control, els instruments radiotécnicos i el sistema de telemetría.
El Ministeri de l'Indústria Naval desenrollaria els dispositius giroscòpics.
El Ministeri de Construcció de Maquinària desenrollaria els mijos de llançament, reabastecimiento i transport en terra.
El Ministeri de Defensa s'encarregaria de realisar els llançaments.

Els treballs preliminars de disseny es varen completar en juliol de 1956 i es varen definir les tasques científiques que devia realisar el satèlit. Entre elles, medir la densitat de l'atmòsfera i la seua composició iònica, el vent solar, el camp magnètic i els rajos còsmics. Estes senyes serien valioses per a la creació de futurs satèlits artificials; devia desenrollar-se un sistema d'estacions terrestres per a arreplegar les senyes transmeses pel satèlit, observar la seua òrbita i transmetre-li órdens. Per la llimitació de temps, les observacions es varen planificar per a només 7 a 10 dies i no s'esperava que els càlculs de l'òrbita foren extremadament precisos.

A finals de 1956 va quedar clar que la complexitat de l'ambiciós disseny significava que el "Objecte D" no podria ser llançat a temps per les dificultats per a crear instruments científics i al baix impuls específic produït pels motors R-7 terminats (304 seg en lloc dels 309 a 310 seg prevists). En conseqüència, el govern va reprogramar el llançament per a abril de 1958. L'objecte D volaria posteriorment com Sputnik 3.

Tement que Estats Units llançara un satèlit abans que la URSS, el OKB-1 va sugerir la creació i llançament d'un satèlit en abril-maig de 1957, ans que començara la IGY en juliol de 1957. El nou satèlit seria senzill, llauger (, i fàcil de construir, renunciant al complex i pesat equipament científic en favor d'un simple transmissor de ràdio. El 15 de febrer de 1957, el Consell de Ministres de la URSS va aprovar este senzill satèlit, denominat "Objecte PS". Esta versió permetia el seguiment visual del satèlit per part d'observadors terrestres, i podia transmetre senyals de seguiment a estacions receptores terrestres. Es va aprovar el llançament de dos satèlits, el PS-1 i el PS-2, en dos eixides R-7 (8K71), sempre que el R-7 completara a lo manco dos vols de prova en èxit.

Preparació del vehícul de llançament i selecció del lloc de llançament

Sagell postal de 30 kopek de l'Unió Soviètica representant el Sputnik 1 orbitando la Terra, la Terra orbitando el Sol i el Sol orbitando el centre de la Via Làctea.

Artícul principal → R-7 Semyorka.

L'eixida R-7 va ser dissenyat inicialment com un missil balístic intercontinental (ICBM) per el OKB-1. La decisió de construir-ho va ser presa pel Comité Central del Partit Comuniste de l'Unió Soviètica i el Consell de Ministres de la URSS el 20 de maig de 1954. L'eixida era el més potent del món; es va dissenyar en un excés d'espente ya que no estaven segurs de lo pesada que seria la càrrega útil de la bomba de hidrogen. El R-7 també era conegut per la seua designació GRAU (posteriorment GURVO, l'abreviatura russa de "Direcció Principal de les Forces d'Eixides") 8K71. En aquella época, el R-7 era conegut per fonts de la OTAN com T-3 o M-104, i Tipo A. Una comissió especial de reconeiximent va seleccionar a Tyuratam per a la construcció d'un camp de proves d'eixides, el 5.º polígon de Tyuratam, habitualment denominat "NIIP-5", o "GIK-5" en l'época postsoviética. La selecció va ser aprovada el 12 de febrer de 1955 pel Consell de Ministres de la URSS, pero l'emplaçament no es completaria fins a 1958. Els treballs reals de construcció del polígon varen començar el 20 de juliol per part d'unitats de construcció militars. El 14 de juny de 1956, Korolev va decidir adaptar l'eixida R-7 a el "Objecte D" (Sputnik 3), que posteriorment seria substituït pel molt més llauger 'Objecte PS' (Sputnik 1).

El primer llançament d'una eixida R-7 (8K71 n.º 5L) es va produir el 15 de maig de 1957. Es va iniciar un incendi en el Blok D strap-on casi immediatament en l'envolament, pero el booster va seguir volant fins a 98 segons despuix del llançament, quan el strap-on es va desprendre i el vehícul es va estrelar a uns de distància. El 10 i 11 de juny es varen realisar tres intents de llançament de la segona eixida (8K71 No.6 ) es varen realisar els dies 10 i 11 de juny, pero un defecte de montage va impedir el llançament. El llançament fallanc de la tercera eixida R-7 (8K71 No.7 ) va tindre lloc el 12 de juliol. Un curtcircuit elèctric va provocar que els motors verniers posaren el missil en un balancege incontrolat que va provocar que totes les correges se separaren als 33 segons del llançament. El R-7 es va estrelar a uns de la plataforma. Archiu:1957-10-07 New Moon.ogv El llançament de la quarta eixida (8K71 n.º 8), el 21 d'agost a les 15:25 hora de Moscou, va ser un èxit. El núcleu de l'eixida va impulsar l'ogiva fictícia fins a l'altitut i velocitat desijades, va tornar a entrar en l'atmòsfera i es va trencar a una altitut de despuix de viajar . El 27 d'agost, la TASS va emetre un comunicat sobre l'exitós llançament d'un ICBM multietapa de llarga distància. El llançament de la quinta eixida R-7 (8K71 n.º 9), el 7 de setembre, també va ser un èxit, pero el maniquí també es va destruir en la reentrada atmosfèrica, i, per tant, va necessitar un redissenye per a complir completament el seu propòsit militar. L'eixida, no obstant, es va considerar adequat per al llançament de satèlits, i Korolev va poder convéncer a la Comissió Estatal per a que permetera l'us del següent R-7 per a llançar el PS-1, permetent el retart en l'explotació militar de l'eixida per a llançar els satèlits PS-1 i PS-2.

El 22 de setembre, una eixida R-7 modificat, denominat Sputnik i indexat com 8K71PS, va aplegar al camp de proves i es varen iniciar els preparatius per al llançament de el PS-1. En comparació als vehículs de prova militars R-7, la massa del 8K71PS es va reduir de 280 t a 272 t, la seua llongitut en el PS-1 va ser de i el espente en l'envolament va ser de .

Complex d'observació

El PS-1 no va ser dissenyat per a ser controlat; només podia ser observat. Les senyes tós i es telegrafiarían a NII-4. Situat de nou en Moscou (en Bolshevo), el NII-4 era un braç d'investigació científica del Ministeri de Defensa que es dedicava al desenroll de missils. Els sis observatoris estaven agrupats al voltant del lloc de llançament, i el més propenc estava situat a de la plataforma de llançament.

Es va establir un segon complex d'observació a nivell nacional per a seguir el satèlit despuix de la seua separació de l'eixida. Denominat Complex de Mando-Medició, estava format pel centre de coordinació en NII-4 i sèt estacions distants situades a lo llarc de la llínea de la pista terrestre del satèlit. Estes estacions de seguiment estaven situades en Tyuratam, Sary-Shagan, Yeniseysk, Klyuchi, Yelizovo, Makat en la Guryev Oblast, i Ishkup en Krasnoyarsk Krai. Les estacions estaven equipades en radar, instruments òptics i sistemes de comunicació. Les senyes de les estacions es transmetien per telégraf a NII-4, a on els especialistes en balística calculaven els paràmetros orbitales.

Els observatoris varen utilisar un sistema de medició de trayectòries cridat "Tral", desenrollat per OKB MEI (Institut d'Energia de Moscou), per mig del qual rebien i controlaven les senyes dels transpondedores montats en l'etapa central de l'eixida R-7. Les senyes varen ser útils inclús despuix de la separació del satèlit de la segona etapa de l'eixida; l'ubicació del Sputnik es va calcular a partir de les senyes de l'ubicació de la segona etapa que va seguir al Sputnik a una distància coneguda. El seguiment de l'eixida durant el llançament devia realisar-se a través de mijos purament passius, com la cobertura visual i la detecció per radar. Els llançaments de prova de el R-7 varen demostrar que les cambres de seguiment només eren bones fins a una altitut de , pero el radar podia seguir-ho fins a casi .

Fòra de l'Unió Soviètica, el satèlit va ser rastrejat per operadors de radioaficionados de molts països. L'eixida propulsor va ser localisat i rastrejat pels britànics utilisant el Telescopi Lovell en el Observatori de Jodrell Bank, l'únic telescopi del món capaç de fer-ho per radar. El Observatori Newbrook de Canadà va ser la primera instalació d'Amèrica del Nort en fotografiar el Sputnik 1. Les senyes varen ser útils inclús despuix de la separació del satèlit de la segona etapa de l'eixida; l'ubicació del Sputnik es va calcular a partir de les senyes de l'ubicació de la segona etapa que va seguir al Sputnik a una distància coneguda. El seguiment de l'eixida durant el llançament devia realisar-se a través de mijos purament passius, com la cobertura visual i la detecció per radar. Els llançaments de prova de el R-7 varen demostrar que les cambres de seguiment només eren bones fins a una altitut de 200km, pero el radar podia seguir-ho fins a casi 500 km.

Característiques

Reproducció del Sputnik 1 en el Planetari de Madrit (Espanya).

El Sputnik 1 tenia una massa aproximada de 83 kg, contava en dos transmissors de ràdio (20,007 i 40,002 MHz) i orbitó la Terra a una distància d'entre 938 km en el seu apogeu i 214 km, en el seu perigeo. L'anàlisis de les senyals de ràdio es va usar per a obtindre informació sobre la concentració dels electrons en la ionosfera. La temperatura i la pressió es varen codificar en la duració dels chiulits de ràdio que emetia, indicant que el satèlit no havia segut perforat per un meteorit.

El satèlit artificial Sputnik 1 era una esfera d'alumini de 58 cm de diàmetro que duya quatre llargues i fines antenas de 2,4 a 2,9 m de llongitut. Les antenes semblaven llarcs bigots senyalant cap a un costat. La nau va obtindre informació pertanyent a la densitat de les capes altes de la atmòsfera i la propagació d'ones de radi en l'ionosfera. Els instruments i fonts d'energia elèctrica estaven estajades en una càpsula que també incloïa transmissors de radi operant a 20,007 i 40,002 MHz. (al voltant de 15 i 7,5 m en llongitut d'ona), les emissions es varen realisar en grups alternatius de 0,3 s de duració. L'enviament a terra de la telemetría incloïa senyes de temperatura dins i sobre la superfície de l'esfera.

Degut a que l'esfera estava plena de nitrogen a pressió, el Sputnik 1 va dispondre de la primera oportunitat de detectar meteorits, encara que no va detectar cap. Una pèrdua de pressió en el seu interior, per la penetració de la superfície exterior, s'hauria reflectit en les senyes de temperatura.

Historial de funcionament

El Sputnik 1 va ser el primer d'una série de quatre satèlits que varen formar part del programa Sputnik de l'antiga Unió Soviètica i es va planejar com una contribució al Any Geofísico Internacional, establit per Organisació de les Nacions Unides. Llançat des del Cosmódromo de Baikonur en Kazakhstan, abans partix de l'Unió Soviètica. El Sputnik 1 es va llançar en un eixida R-7 i es va incinerar durant la seua reentrada el 4 de giner de 1958. Tres d'estos satèlits (Sputnik 1, Sputnik 2 i Sputnik 3) varen alcançar l'òrbita terrestre.

Els transmissors varen funcionar durant tres semanes, fins que varen fallar les bateries químiques a bordo, i va ser monitorizado en gran interés a lo llarc de tot lo món. L'òrbita del llavors satèlit inactiu va ser observada més tarde ópticamente, fins a caure 92 dies despuix del seu llançament (4 de giner de 1958), despuix de haver completat al voltant de 1440 òrbites a la Terra, acumulant una distància de viage, d'aproximadament 70 millons de km. L'apogeu de l'òrbita va decaure de 947 km despuix del llançament fins a 600 km el 9 de decembre.

El eixida auxiliar de llançament del Sputnik 1 també va alcançar l'òrbita terrestre i va ser visible de nit, des de la Terra, com un objecte de primera magnitut, mentres que la chicoteta pero polida esfera, a penes era visible en sexta magnitut, per lo que era més difícil seguir-la des de Terra. Vàries rèpliques del satèlit Sputnik 1 poden vore's en museus de Rússia; hi ha una atra junt a l'embaixada de Rússia en Madrit en Espanya i una més està exposta en el Smithsonian "National Air and Space Museum" (Museu Nacional Smithsonian de l'Aire i de l'Espai) en Washington D. C.

Actualitat

En el 2003 una unitat de reserva del Sputnik 1, cridada "model PS-1" es va vendre en eBay (sense la ràdio, que va ser extreta durant els anys 60 en ser classificada com a material militar). Havia estat en exposició en un institut de ciències prop de Kiev. S'estima que es varen construir de quatre a vint models en propòsits de prova. Un model del Sputnik 1 es va entregar com a regal a les Nacions Unides i ara decora el vestíbul d'entrada de les seues oficines centrals en Nova York.

En el 2001 es va publicar el llibre Sputnik: The shock of the century, de Paul Dickson.

Vore també

ILLIAC 1 Primer ordenador en calcular l'òrbita del Sputnik 1.

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Sputnik.

Informació històrica i tècnica sobre el Sputnik I