r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Świt ery kosmicznej: 60 lat temu Sputnik 1 zaczął nadawać z orbity

Strona główna AktualnościSPRZĘT

60 lat temu, wieczorem 4 października 1957 roku na niskiej orbicie okołoziemskiej pojawił się pierwszy sztuczny satelita Ziemi, Sputnik 1, który rozpoczął erę kosmiczną ludzkości. W ciągu 21 dni od umieszczenia go na orbicie, wysyłał sygnały odbierane na całej planecie, by po wyczerpaniu energii w bateriach nadajnika zamilknąć – a po trzech miesiącach i przebyciu 70 milionów kilometrów, spłonąć w atmosferze. Sygnały te były pierwszymi globalnie dostępnymi komunikatami, wyprzedzając erę Internetu i komputerów – choć oczywiście bez komputerów radziecki satelita prawdopodobnie by nie powstał.

Słowo „sputnik” oznacza po rosyjsku towarzysza podróży, i to właśnie słowo stało się w wielu językach synonimem sztucznego satelity Ziemi. Pierwszy towarzysz naszej podróży, Sputnik 1, wyniesiony został na orbitę przez zmodyfikowaną międzykontynentalną rakietę balistyczną R-7, która wystartowała z pierwszego kosmodromu w Kazachskiej SRR, miejsca, które w przyszłości otrzyma nazwę „Bajkonur”. 33-metrowa, ważąca niemal 280 ton rakieta, zamiast głowicy wodorowej 6 Mt przenosiła metalową piłkę o średnicy 58 centymetrów i wadze niespełna 84 kilogramów.

Kto pierwszy, ten lepszy

Ta metalowa piłka, powleczona milimetrową warstwą osłony termicznej ze stopu aluminium i tytanu, składała się z dwóch półpowłok z ramą dokującą, połączonych 36 śrubami. Szczelinę uszczelniono gumową uszczelką, uzyskując hermetyczną konstrukcję, wypełnioną azotem. W górnej półsferze umieszczono dwa nadajniki radiowe o mocy 1 W, działające w częstotliwościach 20,005 i 40,002 MHz, w dolnej półsferze znalazł się zasilacz z trzema bateriami – ogniwami srebrno-cynkowymi, ważącymi łącznie ponad 50 kg. Na zewnątrz umieszczono cztery anteny o długości 2,4–2,9 m, przymocowane koncentrycznie pod kątem 35°.

r   e   k   l   a   m   a

Nie taki miał być pierwszy satelita. Pierwsze plany były daleko bardziej ambitne. Prowadzono już prace nad satelitą ważącym ponad tonę, według projektu akademika Mstisława Kiełdysza, który miał przenosić dziesiątki instrumentów naukowych. Jednak ogłoszenie 29 lipca 1955 roku przez USA planów wystrzelenia własnego satelity podczas Międzynarodowego Roku Geofizycznego zmusiło radzieckich uczonych do radykalnej zmiany planów – Sputnik 1 powstawał w wielkim pospiechu, wręcz na kolanie. Tytaniczna praca fizyków i inżynierów pod kierownictwem Siergieja Korolewa przyniosła jednak efekty. Już w styczniu 1957 roku Korolew wysłał do Rady Ministrów ZSRR memorandum informujące, że w okresie kwietnia-czerwca będzie dysponował dwiema rakietami w wersji satelitarnej, gotowymi do wystrzelenia zaraz po udanym teście balistycznym R-7.

Ten Komputer

W pracach nad rakietą i sztucznym satelitą zespołowi Korolewa niezwykle pomógł komputer. Nie byle jaki komputer, lecz Ten Komputer, BESM, Bolszaja Elektronno-Scziotnaja Maszyna, działająca w Akademii Nauk Związku Radzieckiego od 1952 roku. BESM wykorzystywał 5 tysięcy lamp próżniowych, oferując moc obliczeniową rzędu 10 Kflops. Operował na liczbach zmiennoprzecinkowych w zakresie 10-9 – 1010, zapisywanych jako 39-bitowe słowa (32 bity na liczbę, 1 bit na znak i do 5 bitów na wykładnik). Równoległa jednostka arytmetyczno-logiczna oferowała 9 operacji arytmetycznych, 8 operacji na pamięci, 6 operacji logicznych i 9 operacji kontrolnych.

Komputer miał ujednoliconą pamięć dla kodu i danych (architektura von Neumanna) – 2047 39-bitowych komórek, oraz zewnętrzną pamięc na bębnach magnetycznych (2 jednostki po 5120 słów) oraz taśmach (do 30 tysięcy słów). Program i wstępne dane wprowadzano na kartach perforowanych, szczytywanych w tempie 20 kodów na sekundę, wyniki pracy były wyprowadzane na papier, w tempie do 20 liczb na sekundę. Pobór mocy był spektakularny, gdzieś tak około 35 kW. Trzeba podkreślić, że BESM był w swoim czasie najszybszym komputerem w Europie i drugim co do szybkości na świecie – lepszy był tylko amerykański IBM 701.

Wschód Czerwonego Księżyca

Dwa pierwsze testy balistyczne R-7 zakończyły się fatalnie, ale już 21 sierpnia 1957 roku rakieta przeszła pomyślny test na poligonie na Kamczatce, o czym poinformowała kilka dni później agencja TASS, 7 września przeprowadzono lot dalekiego zasięgu, a 23 września podjęto decyzję o wystrzeleniu Sputnika 1. Pierwotnie czas wyznaczono na 6 października, na godzinę 22:20, tak by uniknąć obserwacji ze strony amerykańskich samolotów szpiegowskich, ale wskutek błędu w tłumaczeniu jednego z referatów wysłanych na spotkanie naukowców z okazji Międzynarodowego Roku Geofizyki, Korolew zdecydował się przyspieszyć start.

4 października 1957 roku, o godzinie 22:28 czasu moskiewskiego, wystartowała rakieta R-7, oznaczona jako 8K71PS. W 116 sekundzie lotu odrzucono boostery, w 294 sekundzie oddzielił się drugi człon rakiety, trzeci z szybkością 7780 m/s wchodził na eliptyczną orbitę okołoziemską, z perygeum 214 km i apogeum 938 km oraz czasem obiegu Ziemi ok. 96 min. Sputnik 1 odłączył się od rakiety 314 sekund po starcie. Towarzyszył mu ogromny, 26-metrowy główny człon rakiety nośnej, widoczny z Ziemi jako obiekt pierwszej wielkości – sam Sputnik był ledwo przy nim dostrzegalny, jako obiekt szóstej wielkości.

Niewiele brakowało, by start skończył się katastrofą – z pozyskanych po starcie danych telemetrycznych wynikało, że jeden z boosterów nie osiągnął pełnej mocy w momencie zapłonu, co odchyliło rakietę od trajektorii o 2°. Jednak szczęśliwie system kontroli lotu zdołał wyrównać trajektorię na sekundę przed automatycznym wyłączeniem rakiety.

Po wejściu na orbitę, Czerwony Księżyc, jak niekiedy nazywano Sputnika 1, rozpoczął nadawanie sygnałów radiowych, dziś można by powiedzieć – pierwszych tweetów, odbieranych przez radiostacje na całej planecie. Sygnały wysyłane naprzemiennie na falach 7,5 i 15 metrów zostały odebrane na stanowisku startowym po raz pierwszy 20 sekund po rozpoczęciu orbitowania, przez 2 minuty zanim satelita wyszedł poza horyzont. Ogromna radość zespołu, krzyki „hurraaa” – a potem telefon do pierwszego sekretarza Nikity Chruszczowa. Nad ranem, 5 października, agencja prasowa TASS lakonicznie donosiła: w wyniku ciężkiej pracy radzieckich instytutów badawczych i biur projektowych, powstał pierwszy na świecie sztuczny satelita Ziemi.

Przez kolejne 21 dni Sputnik 1 wysyłał swoje sygnały, odbierane przez ludzi na całym świecie – dłużej niż się spodziewano, baterie miały zapewnić zasilanie na 2 tygodnie. Nie były one pozbawione treści: w czasie trwania impulsów zakodowano wyniki pomiaru temperatury i ciśnienia, a sama analiza sygnału ujawniała dane o gęstości jonosfery.

Zamilknięcie Sputnika 25 października (usłyszano go ostatni raz ze stacji nasłuchowej w Peru) nie zakończyło misji. Sztuczny satelita spłonął w atmosferze dopiero 4 stycznia 1958 roku, po wykonaniu 1440 okrążeń Ziemi.

Wartość pierwszego lotu

Oficjalnie Sputnik 1, podobnie jak i następny Sputnik 2, zostały wysłane w kosmos jako realizacja zobowiązania Związku Radzieckiego, przedstawionego w ramach przygotowań do Międzynarodowego Roku Geofizycznego. Wysyłane na dwóch częstotliwościach fale radiowe pozwoliły na niemożliwe wcześniej badanie górnych warstw jonosfery – wcześniej możliwe były jedynie obserwować odbicia fal radiowych z niższych jej warstw.

Jednak prawdziwe znaczenie Sputnika 1 wiązało się oczywiście z polityką. Cały świat mógł obserwować jego orbitowanie, zwiększając prestiż państwa radzieckiego i zadając kłam amerykańskiej propagandzie, w tamtych latach przedstawiającej ZSRR jako technicznie zacofanego kolosa. Ujawniony potencjał naukowy i techniczny był dla zwykłych Amerykanów szokiem – nie mieli dostępu do raportów CIA, od samego początku już dokumentujących postępy radzieckich inżynierów. Pierwsze wyemitowane w USA nagrania stałych pisków Sputnika budziły zarazem zachwyt jak i przerażenie – z jednej strony ujawniając możliwości ludzkości, z drugiej przypominając, że zrobili to komuniści.

Kosmiczne morale Amerykanów sięgnęło dna 6 grudnia 1957 roku. Pierwsza próba wyniesienia na orbitę niewielkiego satelity Vanguard 1A, publicznie nadawana przez telewizję, przed kamerami agencji prasowych z całego świata, skończyła się sromotną porażką – dwie sekundy po starcie rakieta nośna runęła na platformę startową. Lokalne gazety nie miały litości, używając na określenie amerykańskiego satelity takich nazw jak „Kaputnik” czy „Flopnik”.

Swoją porażkę USA zdołało jednak przekuć w sukces. Rozpoczęty kosmiczny wyścig z ZSRR przyniósł ogromne inwestycje w nauki fizyczne, inżynierę i matematykę i to na każdym szczeblu edukacji. Powstała agencja zaawansowanych projektów ARPA (to jej zawdzięczamy ARPANET, fundament współczesnego Internetu), powołano do życia agencję kosmiczną NASA, a 1 lutego 1958 roku wysłano w kosmos Explorera 1, pierwszego amerykańskiego sztucznego satelitę Ziemi.

© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.