ברית המועצות במהלך קיומה פיתחה באופן פעיל תוכניות קומיות שמטרתן פיתוח מרחב חוצני. והצעד הראשון בכיוון זה היה שיגור הלוויין - האובייקט הראשון שנשלח לחלל. עם זאת, מעטים יודעים כי ליחידה זו היסטוריה עשירה למדי.
מידע כללי
במחצית השנייה של המאה העשרים, ברית המועצות וארה"ב נכנסו למירוץ החלל, מנסים להתחיל בחקירת החלל במהירות האפשרית. וברית המועצות הייתה הראשונה ששלחה מכשיר מייצור משלה למסלול כדור הארץ. כזה היה המכשיר, שיש לו שם די פשוט "Sputnik-1".
עובדה מעניינת: במסמכים ושרטוטים, המכשיר נקרא PS-1, שמכונה "Simple Satellite-1".
העיצוב של המכשיר היה די פשוט. זה היה כדור עם צדיו אנטנות. אלה האחרונים נחוצים כדי שהלווין יפיץ את אות הרדיו בחלל באופן שווה.
המעגל הורכב משתי כדור-כדור, 36 ברגים שימשו להידוקם. כמות כזו מאפשרת לשלב בין אמינות חלקים, תוך הימנעות מחסר. בתוך PS-1 היו חיישנים המודדים טמפרטורה ולחץ, סוללות כסף ואבץ, תרמוסטט, משדר רדיו ומאוורר, הנחוצים לקירור האלמנטים.
במהלך הטיסה "מילוי" זה פלט אות בטווח התדרים 20-40 מגהרץ, כך שכל אחד, אפילו אדם רגיל, יוכל להתכוונן לגל המכשיר.
למרות העובדה שכעת כשמדברים על טיסות חלל, תמונות של רקטות ותריסים הפוגעים בממדיהם מיד צצות בראשי, ספוטניק -1 היה קטן אפילו בהשוואה לבני אדם. הרדיוס שלו היה 29 ס"מ בלבד, והמסה שלו הייתה 83.5 ק"ג בערך.
תמונות לוויין
אפילו בשנת 1687, בעת כתיבת היצירה "ההתחלה המתמטית של הפילוסופיה הטבעית", ניוטון הציע שניתן לשגר גוף למסלול כדור הארץ כך שהוא לא ייפול לפני השטח.
המדען תיאר את הניסוי הבא כדי להשיג תוצאה זו. ראשית עליכם לטפס על הר גבוה שפסגתו גבוהה בהרבה מהאווירה. ממנו אתה צריך לירות באקדח כך שהליבה טסה במקביל לקרקע. ואם הטיל נע במהירות מסוימת, הוא לעולם לא ישקע לפני השטח, אלא יעוף סביב כדור הארץ בלי סוף.
מחקרים מאוחרים הוכיחו שניוטון צודק. אם אובייקט משוגר למסלול כדור הארץ כך שהוא יעבור במהירות של 7.91 קמ"ש לפחות, הוא יסתובב בלי סוף סביב כדור הארץ מבלי לאבד גובה. עכשיו מהירות זו נקראת "הקוסמית הראשונה". בשנת 1879, ז'ול ורן, כשכתב את הספר "500 מיליון בגומות", השתמש באב-טיפוס של התותח הניוטוני.
בסוף ה- XIX ותחילת מאות ה- XX אנשים החלו בהדרגה להגיע למסקנה שהטכנולוגיה תגיע במהרה להתפתחות שתאפשר לה לצאת לחלל. ציולקובסקי טען פעם שהאנושות כבר מוכנה לטיולים בחוץ לארץ. יתר על כן, המדען הציע לא לבצע שיגורים ניסיוניים, אלא לבנות מיד טיל בו אנשים יעופו. זה יאפשר כבר בטיסה הראשונה לקבל מידע אמיתי מצד עדי ראייה חיים.
מאוחר יותר הציג המהנדס הגרמני אוברט את העולם לפרויקט שהוא תחנה מכמה שלבים. הוצע לשגר למסלול במטרה להתבונן ולתאם כוחות צבאיים. הוצע להציב טלסקופ על חפץ מחוץ לכדור הארץ שיאפשר לנו לצפות בכוכבי לכת וכוכבים ישירות מהחלל, ולא באמצעות עיוותים אטמוספריים מכדור הארץ.
כמו כן, נושא הלוויינים הועלה בכמה רומנים מדע בדיוני ששוחררו בשנות העשרים והשלושים.במחצית הראשונה של המאה העשרים, מדינות שונות ערכו ניסויים רבים לשיגור חפצים למסלול כדור הארץ, אולם כל הרקטות שנבנו התפתחו במהירות לא מספקת.
עובדה מעניינת: בשנת 1944 הציע פוקרובסקי הצבאי לירות בשמיים מאקדח רב עוצמה. לדעתו זה יאפשר לשאריות הגרעין להיות במסלול.
ניסיונות ראשונים
מדעני הרייך השלישי הצליחו לפתח רקטות V-2 בנפח גבוה ועבדו על דלק נוזלי. האמינו כי הם הצליחו לעוף לחלל ואף לשלוח אדם למסלול. ישנם מסמכים רשמיים המציעים להשתמש בהם לצורך שיגור הגופות החנוטות של מטיילים בחלל הראשונים על מנת לתת כבוד.
החל ממרץ 1946 החל חיל האוויר של ארצות הברית לעבוד באופן פעיל בתוכנית החלל. המדינה ידעה היטב כי הכנסת חפצים למסלול כדור הארץ תסייע לקבל מידע רב שימושי, כמו גם להגדיל ברצינות את סמכותן של מדינות אחרות.
במשך מספר שנים, מדענים על נייר עיצבו מכשירים שונים שעלולים להיכנס לחלל מחוץ לכדור הארץ. במקביל, נותחו ההשלכות ששיגור חקר החלל יכול היה להביא להן. המרכיב הכלכלי, הפוטנציאל הצבאי של ההישג העתידי וסיכויים האפשריים נצבעו בפירוט. ברגע שהתברר כי המכשיר המתואר בציור אינו מסוגל להיכנס למסלול, תכנון של אחד חדש החל מייד תוך התחשבות בפגמים.
בשנת 1953, בכנס בנושא האסטרונאוטיקה, הציג הפיזיקאי פרד זינגר את ההתפתחויות של לוויין כדורי, שהיה לו סיכויים אמיתיים לצאת לחלל. על פי המדען, ארצות הברית עובדת על מכשיר כדורי שניתן לשגר מעל כדור הארץ בצורה כזו שתנוע במסלול בגובה 300 ק"מ וחוצה את שני קטבי כדור הארץ.
בשנת 1954 התקיים פגישה של מעצבי טילים אמריקאים מובילים, שדנה בסבירות שיגור לוויין בשלוש השנים הבאות. באותו הרגע היה ברור לחלוטין שלשם כך היה צורך להשתמש בטילים מרובי-שלבים, שככל שהנתונים הקודמים נותקו והעקבים הבאים פעלו, יסייעו להגיע לגובה הרצוי.
עובדה מעניינתבארסנל האמריקני היו אז רקטות לוקי ורדסטון, שהיו אמורות לשמש לשיגור הלוויין הראשון.
תוצאת הפגישה הייתה הופעתו של פרויקט אורביטר, במסגרתו עובדו פרטי שיגור החלל העתידי. האירוע נקבע לקיץ 1957. בשנת 1955 חשפה ארצות הברית פרויקט ששונו שונה ל"וואנגארד ". ההנחה הייתה שלוויין זה יעוף לשמיים בטילי ויקינג ואירובי. על הנייר היה המכשיר מבנה מורכב שמשקלו 10 ק"ג. תוכנן לצייד את המנגנון בשלל אלקטרוניקה לאיסוף מידע.
עם זאת, כשנודע על תוכנית החלל של ברית המועצות, ארצות הברית פשטה משמעותית את עיצוב הלוויין, ולו רק כדי להיות הראשונה שהשיקה את החפץ לחלל. אז "Vanguard-1" איבד משקל שש פעמים, ומשקלו היה 1.59 ק"ג.
ההיסטוריה של יצירת הלוויין המלאכותי הראשון
ההיסטוריה של יצירת הלוויין החלה בשנת 1942. ואז המעצב הגרמני פון בראון סיים לדגמן את טילי ה- V-2. כמה חודשים לאחר מכן, השיגור הראשון התרחש, ובשנת 1945 בוצעו 3225 בדיקות. התברר כי הטיל הזה יכול לנסוע מרחקים ארוכים.
לאחר מלחמת העולם השנייה החל פון בראון לעבוד במשרד ההגנה האמריקני ופיתח טילים שיכולים להכניס את הלוויין הראשון למסלול. ההנחה היא שתוך חמש שנים ייווצר מכשיר שיעזור להשיג מטרה זו. אולם בהמשך המדינה סירבה לממן את הפרויקט הזה.
בשנת 1946 יצר סטלין את ענף הטילים של ברית המועצות, עליו היה אחראי סרגיי קורולב.במחצית הראשונה של שנות ה -50, ברית המועצות כבר פיתחה טילי R-1, R-2 ו- R-3 המסוגלים לנסוע מרחקים ארוכים ולפגוע ביעדים ביבשות שכנות. בשנת 1948 הדגים המעצב טיכונרובוב טילים מבוימים שיכולים להמריא עד 1000 ק"מ. בעזרתם הוא הציע להעביר לוויינים למסלול כדור הארץ. אבל אז הוא לא מצא תמיכה והושעה מפעילות. עם זאת, שנתיים לאחר מכן, עם ההכרה בחשיבות טיסת החלל, ברית המועצות הביאה שוב את טיכונרוב לעבודה, ועיקר פעילותו הייתה פיתוח טכנולוגיות לשליחת לוויין למסלול.
דוגמנית
המצאת רקטת ה- R-3 ויכולותיו הבהירו כי בעזרתו ניתן להכניס את הלוויין הראשון למסלול. בשנת 1953, המעצבים שעבדו על פרויקט זה הצליחו לשכנע סופית את המדינה ששליחת גוף מלאכותי לחלל אפשרית.
בשנת 1954 פתח טיכונרובוב יחד עם עמיתיו במחקר מעמיק של תוכנית החלל של ברית המועצות, שהשלב הראשון בה כלל שיגור לוויין למסלול.
עובדה מעניינת: טיכונרוב הונחה גם לתכנן נחיתה פוטנציאלית על הירח, שאמורה הייתה להתקיים לאחר טיסות מוצלחות לחלל.
בשנת 1955 הגיע חרושצ'וב באופן אישי למפעל בו הוקמה רקטת ה- R-7. התוצאה של פגישתו הייתה חתימה על צו שמתחתיו מעצבים צריכים לבנות מכשיר שיכול להיכנס למסלול כדור הארץ.
בנובמבר 1956 החל תכנון הלוויין הראשון, ואחרי 10 חודשים נבדק הדגם הבנוי כבר בתנאים מיוחדים. על סמך הניסויים התברר כי המכשיר מוכן לטיסה.
מכשיר לוויין
כאמור, גוף הלוויין כלל שני כדוריים. הם יצקו מסגסוגת אלומיניום ומגנזיום, העובי היה 2 מ"מ. כמחברים השתמשו בברגים בתבנית M8 * 2.5. בפנים התמלא המבנה בחנקן במצב גזי ויצר לחץ של 1.3 אטמוספרות. כדי להימנע מחדירת אוויר הונח בטנה הגומי ליד המפרקים. כדי לשמור על טמפרטורת הלוויין קבועה, הוא היה מצויד במסך חיצוני בעובי מילימטר.
עובדה מעניינת: כדי להעניק לווינים תכונות אופטיות, פני השטח שלו היו מלוטשים ומעובדים. לכן המקרה נוצץ.
כדי להעביר אות לחצי הכדור הקדמי של המכשיר הותקנו שתי אנטנות. הראשון היה מסוג VHF, השני - HF. שני פינים, 2.4 ו -2.9 מ 'בהתאמה, יצאו אליהם. זווית הסטייה הייתה 70 מעלות. קפיצים מובנים בעיצוב האנטנה, מה שעזר להם להיפתח ולתפוס את עמדתם לאחר ניתוק הרקטה.
חצי הכדור האחורי של הלוויין כלל מנגנון להתנתקות מהרקטה, המשמש בעת כניסה למסלול.
הפעל את ההיסטוריה
בפברואר 1955 החלו הבנייה במגרש האימונים של Baikonur במדבר קזחסטן, שם הייתה אמורה לשגר. לאחר מספר בדיקות, המהנדסים הבינו כי רקטת ה- R-7 זקוקה לחלק ראש שאינו יכול לעמוד בעומסים תרמיים, וגם הייתה צריכה להקל ככל האפשר. בספטמבר 1957 הוצבה בשטח האימונים גרסה מעודכנת של ה- R-7, שהייתה קלה יותר מ -7 טון והיתה לה תא לוויני בראש.
בתחילת אוקטובר הוצבה הרקטה יחד עם המנגנון המותקן לעמדת השיגור. במקביל לכך, נערך קונגרס בינלאומי לאסטרונאוטיקה בו השתתפו מדענים מ -67 מדינות.
שיגור הלוויין התרחש ב- 4 באוקטובר 1957. העובדה שברית המועצות הייתה הראשונה שהכניסה חפץ מלאכותי למסלול כדור הארץ, אמר האקדמאי לאוניד סדוב בשיחה עם הציבור.
היסטוריה של טיסה
השיגור התרחש בשעה 22:28:34 במוסקבה. תוך 4 דקות 55 שניות הטיל הגיע לגובה הרצוי ונכנס למסלול. ואחרי 20 שניות, הלוויין נפרד מהמבנה והחל להעביר אות פשוט למדי: "ביפ!".הוא הלך ישירות למגרש האימונים במשך שתי דקות, עד שהמכשיר נכנס למסלול כדור הארץ מרחק רב. במשך שבועיים, ה- PS-1 דרך המשדרים שידר מידע שונה עד שנכשל.
עובדה מעניינתבמהלך שיגור רקטה באחד המנועים, מערכת אספקת הדלק עבדה באיחור, והוא לא התחיל מיד לעבוד. על פי ההערכות, אם המנוע נדלק שנייה לאחר מכן, ה- R-7 לא יכול היה להיכנס למסלול.
במסלול כדור הארץ, PS-1 בילה 92 יום, והפך 1,440 מהפכות. בגלל חיכוך אטמוספרי הוא איבד בהדרגה את המהירות והגובה, שעקבם ברגע מסוים התמוטט ונשרף בשכבות העליונות.
פרמטרי טיסה
טיסה PS-1 יכולה להתאפיין בפרמטרים הבאים:
- מהפכות סביב כדור הארץ - 1440;
- apogee - 947 ק"מ;
- פריגה - 228 ק"מ;
- זמן למהפכה מלאה - 96 דקות 12 שניות;
- הנטייה של המסלול היא 65.1 מעלות;
- רדיוס PS-1 - 29 ס"מ;
- משקל - 83.6 ק"ג;
- תאריך טיסה - מ- 10/04/1957 ל- 04/01/1958.
ערך טיסה
ניתן לשקול את המטרה העיקרית של טיסת לוויין להעלות את יוקרתה של ברית המועצות על הבמה העולמית. שיגור האובייקט הראשון לחלל עשה תחושה אמיתית, במיוחד על רקע ארצות הברית, שתכננה גם לשלוח חללית משלהם. רק בזמן שהאמריקאים הודיעו בפומבי על תוכניותיהם, ברית המועצות יישמה אותן ללא שום הכרה. העיתונות של מדינות רבות כתבה על מאמר זה בסגנון "יש המדברים ואחרים עושים."
שיגור הלוויין סימן את תחילת פעילות החלל של אנשים והחל במירוץ אמיתי בין ארה"ב לברית המועצות. בתגובה, המדינות שיגרו גם חללית Explorer-1 משלהן למסלול. הלוויין נכנס למסלול ב -1 בפברואר 1958 וכבר לא עניין אותו כמו PS-1.
צלילי לוויין
כך שכל אחד יכול לוודא שהלווין עובד, המעצבים הגדירו אותו כדי לשלוח איתותים ברציפות. הממסר האלקטרומכני היה אחראי על הליך זה, שליחת איתותים חלופיים בתדרים של 20 ו -40 מגה הרץ עם משך של 0.3-0.4 שניות. הפסקות ביניהן שוות לאותו ערך.
אורך האות היה תלוי ישירות בחיישני לחץ וטמפרטורה המודדים פרמטרים אלה בתוך המבנה. בשל חוסר הניתנות לתקופות ההולכה, המדענים יכלו לוודא שה- PS-1 פועל כראוי, האיתנות נשמרת בפנים. תוך שבועיים וחצי המכשיר שלח כמה מיליוני אותות, המייצגים "צפצוף" פשוט.
מסיבה מסוימת, נבחרו תדרים של 20 ו- 40 מגהרץ לעבודה. מרבית המקלטים של אותה תקופה מסוגלים לכוונן אליהם. בזכות זה כל אחד יכול לתפוס את אות הלוויין.
כמעט מיד לאחר כניסתו למסלול החל תדירות המיתוג לעלות. תוך ימים ספורים הוא היה גבוה ב -40% מהצפוי. מדענים עדיין לא יכולים לקבוע את הגורם המדויק לצמיחה.
תוצאות מדעיות של בריחת הלוויין המלאכותי הראשון
ההשקה של PS-1 יכולה להיחשב כמוצלחת, מכיוון שמדענים הצליחו להשלים את המשימות. התוצאות המדעיות של הטיסה כוללות:
- השגת נתוני בדיקות טיסה של הלוויין הראשון;
- הופעתה של האפשרות לחקור את היונוספרה המשקפת אותות שנשלחו מעל פני כדור הארץ;
- חיכוך לווייני כנגד האטמוספרה וירידה הדרגתית במהירות הועילו לחישוב צפיפות האטמוספירה העליונה;
- הכישלון ההדרגתי של PS-1 סייע להפוך את הרכבים הבאים לאחר פחות רגישים להשפעות החיצוניות של החלל.
בזמן שהלווין היה במסלול, מדענים ביצעו מעקב רציף אחר מיקומו וערכו כל מיני חישובים. יתר על כן, איסוף מידע פעיל נערך לא רק בברית המועצות. לדוגמה, מדענים מאוניברסיטת שוודיה הצליחו להתקדם משמעותית במחקר מבנה היונוספרה עקב התבוננות בהתנהגות הלוויין. מכיוון שברית המועצות השתמשה ספציפית בהעברת אות בתדרים נגישים, מדענים מכל העולם יכלו לערוך פעילויות משותפות ולבצע ניסויים.
התחל תגובה
שיגור הלוויין גרם לפתיחה גדולה ברחבי העולם. יתר על כן, אם ברוב המדינות התגובה הייתה חיובית, מכיוון שכולם הבינו את ההזדמנויות שנפתחו, בארצות הברית אירוע זה גרם לשלילה בלבד. בשנות ה -50, המדינות היו משוכנעות בתוקף כי הן מובילות בנושא הקוסמי, במיוחד לאחר ששלטו ברישומי הרייך השלישי המכילים נתונים על טילים בליסטיים מתקדמים.
אך כאשר ברית המועצות שלחה את הלוויין תחילה, הוא הפך לזעזוע של ממש עבור ארצות הברית, מכיוון שהם ראו עצמם אדוני החלל החיצון. הם גם היו בטוחים שהם יהיו הראשונים לכבוש אותו.
עובדה מעניינת: בפגישה הראשונה של הפנטגון לאחר השקת ה- PS-1, הצבא האמריקני הציע לשלוח טונות של זבל לחלל בכדי לכסות את אווירת כדור הארץ ולהפוך טיסות נוספות לבלתי אפשריות.
אך יש לציין כי התקדמות ברית המועצות במרוץ זה העניקה לארצות הברית תמריץ עצום. מיטב המעצבים האמריקאים החלו ללמוד את תוכנית החלל העתידית. הודות לכך, המדינות לא פיצו רק על הישגי ברית המועצות, אלא גם נחתו על הירח. אולי אם היו הראשונים לשגר את הלוויין, זה היה מצמצם את התלהבותם, ואז "צעד קטן לאדם וקפיצת ענק למין האנושי" לעולם לא היה מתרחש.
ביקורות מהעיתונות הזרה
העיתונות ברחבי העולם כתבה על שיגור הלוויין. המדען בנימינו סגרה הביע בפומבי התפעלות מפריצת ברית המועצות, מכיוון שהוא ראה בכך סיכויים והזדמנויות חדשות. הניו יורק טיימס כתב שרק מדינה עם טכנולוגיה מתקדמת יכולה להתחיל בחקירת חלל.
המעצב הגרמני אוברט מגרמניה הביע את כבודו למדענים הסובייטים. לדעתו, רק מיטב המוחות, שללא ספק היו בברית המועצות, יכלו להעביר חפץ למסלול. ג'וליוט-קארי, כלת פרס נובל, טענה שכעת האדם כבר לא מחובר לכדור הארץ.
תקופה ארוכה העיתונות העולמית לא הפסיקה לכתוב על אירוע זה ולהלל את הישג ברית המועצות.