Запуск в СРСР перших в світі штучних супутників Землі ознаменував собою нову еру - людський геній відкрив таємну завісу Всесвіту і проклав дорогу в космос. Ця видатна перемога радянської науки і техніки свідчить про гігантських успіхи першого в світі соціалістичної держави.
Так можна уявити собі політ першого штучного супутника над Землею в супроводі останнього ступеня ракети-носія.
Схема руху першого супутника за добу.
Наука і життя // Ілюстрації
<
>
40 років тому Велика Жовтнева соціалістична революція відкрила перед людством неозорі горизонти, дозволила науці зробити стрибок вперед, створила благодатний грунт для її стрімкого розвитку. Ось чому найскладніші завдання, що здавалися нещодавно сміливої мрією, стають в Радянській країні реальністю.
Не минуло й місяця після запуску першого штучного супутника Землі, як знову весь світ облетіла звістка про запуск в СРСР другого супутника. Успішний запуск штучних супутників повністю підтвердив правильність розрахунків і основних технічних рішень, прийнятих при створенні їх самих і ракет-носіїв.
Як влаштований перший радянський супутник
Що ж собою представляє перший штучний супутник Землі? На відміну від американських проектів наш супутник має великі розміри і, що найголовніше, вага його в кілька разів перевищує вагу проектованого американського супутника. Отже, приладів та інших корисних вантажів в ньому можна розмістити в кілька разів більше, ніж в американському супутнику. Форма супутника куляста з діаметром 58 сантиметрів; важить він 83,6 кілограма. У герметичному корпусі, виконаному з алюмінієвих сплавів, розміщена вся апаратура разом з джерелами живлення. Поверхня кулі відполірована до блиску і має сріблясто-білий колір. Це зроблено для того, щоб він міг добре відображати падаючі на нього промені Сонця. Перед пуском супутник заповнюється газоподібним азотом. На зовнішній поверхні кулі закріплені чотири стрижні довжиною від 2,4 до 2,9 метра, які служать супутнику антенами для посилки на Землю і в світовий простір радіосигналів від двох працюючих радіопередавачів. Перебуваючи всередині супутника, вони безперервно випромінюють сигнали з частотами 20,005 і 40,002 мегагерц. Велика потужність цих радіопередавачів дозволяє приймати сигнали з супутника на досить значних відстанях. Були зафіксовані випадки прийому радіосигналів супутника на відстанях понад 15 тисяч кілометрів.
Під час свого космічного польоту при кожному оберті навколо Землі супутник потрапляє в її тінь і в цей момент сильно охолоджується. І навпаки, коли на нього падають промені Сонця, корпус супутника нагрівається. Для того, щоб різкі зміни температури і виділяється від роботи радіопередавачів тепло не вплинули на нормальну роботу радіопередавачів, всередині кулі безперервно циркулює інертний газ, що дозволяє увесь час підтримувати там необхідний температурний режим.
Як супутник був доставлений на орбіту
Доставка супутника на орбіту і повідомлення йому там необхідної швидкості, як відомо, вирішуються за допомогою багатоступеневих балістичних ракет. Схема польоту такий, наприклад, триступеневої ракети може бути представлена наступним чином.
Ракета-носій, в головній частині якої під захисним конусом поміщається супутник, стартує вертикально. За допомогою спеціального пристрою незабаром після старту вісь ракети поступово відхиляється від вертикалі. За час роботи двигуна першого ступеня ракета досягає швидкості близько 7-7,5 тисячі кілометрів на годину, після чого перший ступінь від неї відділяється. Потім відразу ж вступає в дію другий ступінь, яка збільшує швидкість польоту ракети до 18-20 тисяч кілометрів на годину. Після цього ракета продовжує деякий час політ по інерції і піднімається при цьому на висоту кількох сотень кілометрів. Нарешті, коли ракета досягає верхньої точки своєї траєкторії, починає працювати остання щабель, яка разом з розташованим в ній супутником досягає швидкості близько 28 тисяч кілометрів на годину. Така швидкість в змозі забезпечити супутнику політ навколо Землі на висоті кількох сотень кілометрів. Як тільки ракета придбає цю швидкість, захисний конус скидається, і супутник відділяється від останнього ступеня ракети-носія. При цьому конус і останній щабель після поділу, володіючи приблизно тією ж швидкістю, що і супутник, продовжують залишатися на орбітах, близьких до орбіти супутника, і супроводжують його в польоті на деякій відстані.
Орбіта першого радянського супутника являє собою еліпс, один з фокусів якого знаходиться в центрі Землі. Висота польоту супутника в зв'язку з цим не постійна, а періодично змінюється, досягаючи максимуму близько 900 кілометрів. Апогей орбіти (найвища точка) знаходиться в Південній півкулі Землі, а перигей (найнижча точка) - в Північній півкулі. Площина орбіти нахилена до площини земного екватора на 65 °. У зв'язку з цим траєкторія супутника проходить над усіма районами Землі, що знаходяться приблизно між Північним і Південним полярними колами.
Період обертання супутника навколо земної кулі спочатку дорівнював 96,2 хвилини, а через 22 дня зменшився на 53 секунди. Оскільки нам зараз поки ще точно невідома щільність земної атмосфери на тих висотах, де літає супутник, то дати точний прогноз про час його існування не представляється можливим. Наявні в даний час дані, а також результати проведених траєкторних вимірювань дозволяють лише з упевненістю стверджувати, що перший радянський супутник буде обертатися навколо Землі досить тривалий час. Зрештою, поступово опускаючись, він увійде в щільні шари атмосфери, в яких рух його різко загальмується, і супутник згорить в результаті різкого підвищення температури на його поверхні.
Чому рухається штучний супутник землі
Штучний супутник Землі являє собою таке ж рівноправне небесне тіло, якими є Земля, Місяць і інші планети. Тому його рух повністю підпорядковується тим же законам небесної механіки, що і рух Місяця навколо Землі, обертання Землі та інших планет навколо Сонця.
Як відомо, сучасна небесна механіка заснована на законі всесвітнього тяжіння, відкритому Ньютоном. У момент виведення на орбіту супутник отримав горизонтальну швидкість близько 8 кілометрів на секунду (перша космічна швидкість). Продовжуючи рухатися з такою швидкістю, він неминуче повинен був би полетіти в світовий простір. Але цього не відбувається, тому що на супутник, як і на Місяць, діє сила земного тяжіння.
Сила тяжіння до Землі убуває при збільшенні відстані від Землі. Тому супутник на вищій орбіті повинен рухатися з меншою швидкістю. Так, наприклад, наш природний супутник Місяць, які перебувають від Землі на відстані приблизно в 380 тисяч кілометрів, рухається навколо Землі зі швидкістю близько 1 кілометра в секунду, тобто приблизно в 8 разів повільніше, ніж наш супутник. Так як, крім того, шлях, прохідний Місяцем навколо Землі, набагато довше, ніж шлях руху штучного супутника за один оборот, то зрозуміло, чому Місяць робить один оборот приблизно за один місяць, тоді як наш супутник здійснює 15 обертів навколо Землі за одну добу .
На супутнику немає двигуна. Він рухається тільки за рахунок тієї швидкості, яку спочатку повідомила йому ракета-носій. Тому одна з найбільших труднощів, що стояла перед творцями штучного супутника, полягала в тому, щоб повідомити супутнику на заданій висоті саме таку швидкість, яка необхідна для його самостійного польоту навколо Землі по круговій орбіті. Створити супутник, що рухається по тій же самій орбіті, але з іншою швидкістю, неможливо.
Найменші неточності в величині швидкості і напрямку польоту супутника спотворюють кругову траєкторію і роблять її еліптичної. Для того, щоб супутник міг зовсім подолати тяжіння Землі і полетіти в міжпланетний простір, його швидкість повинна бути збільшена в 1,5-2 рази.
При польоті супутника навколо Землі на нього діють, крім основних, додаткові, ті, хто підбурює його політ сили (нерівномірність земного тяжіння, вплив Місяця і т. П.).
Провівши ретельні вимірювання траєкторії супутника і його швидкості, можна визначити величину цих сил, що дозволить вченим дати відповідь на цілий ряд важливих для науки питань.
З опублікованих у пресі відомостей відомо, що на першому штучному супутнику, крім радіопередавачів і електроживлення, встановлені чутливі елементи, які реєструють деякі відбуваються на ньому. Ці елементи змінюють частоту телеграфних сигналів і співвідношення між тривалістю цих сигналів і пауз при зміні деяких параметрів (температури і ін.) На супутнику. Тому всі ці сигнали записуються осцилографами в спеціальних радіолабораторія, щоб потім можна було зробити їх розшифровку і аналіз.
З успішним запуском штучного супутника Землі наука і техніка роблять новий якісний стрибок, переносячи прямі методи наукових вимірювань в недоступне до теперішнього часу космічний простір і прокладаючи широкі шляхи майбутнім міжпланетним кораблям.
***
З повідомлення ТАРС.
Відповідно до програми наукових досліджень Міжнародного геофізичного года 4 жовтня 1957 року в СРСР проведено успішний запуск першого в світі штучного супутника Землі. Супутник має форму кулі діаметром 58 сантиметрів і вагою 83,6 кілограма. Ракета-носій повідомила супутнику необхідну орбітальну швидкість близько 8 тисяч метрів в секунду. Максимальне видалення супутника від поверхні Землі - 900 кілометрів.
На першому штучному супутнику встановлені два радіопередавача, безперервно випромінюють радіохвилі з частотою 20,005 і 40,002 мегагерц (довжина хвилі - близько 15 і 7,5 метра відповідно). ***
Подарунок миру і щастя
Го Мо-Жо, президент Академії наук Китаю.
Радянський Союз після успішного виготовлення балістичного міжконтинентального снаряда успішно запустив перший штучний супутник Землі. Це є чудовим подарунком радянських вчених до 40-ї річниці Великої Жовтневої соціалістичної революції. Це має виключно важливе значення для захисту миру в усьому світі і сприяння щастя людства.
***
З повідомлення ТАРС.
В ознаменування 40-ї річниці Великої Жовтневої соціалістичної революції 3 листопада 1957 року в Радянському Союзі здійснено запуск другого штучного супутника Землі. Він являє собою останню ступінь ракети-носія з розташованими в ній контейнерами з науковою апаратурою і піддослідним тваринам. Загальна вага наукової апаратури, піддослідної тварини і джерела електроживлення становить 508 кілограмів 300 грамів. За даними спостережень, супутник отримав орбітальну швидкість близько 8 тисяч метрів в секунду. Максимальне видалення другого супутника від поверхні Землі - близько 1 700 кілометрів. На другому штучному супутнику встановлені два радіопередавача, що працюють на тих же хвилях, що і радіопередавачі першого супутника.
***
Поворотний пункт в історії цивілізації
Фредерік Жоліо-Кюрі (Франція).
Це велика перемога людини, яка є поворотним пунктом в історії цивілізації. Людина більше не прикутий до своєї планети. Штучний супутник дозволить дізнатися багато речей, які нам ще невідомі, і спостерігати за космічними променями величезної енергії, а також вивчити їх застосування на Землі.
Майбутнє застосування цього неможливо передбачити; тепер ... відкривається велике поле діяльності для творчості вчених.
***
Вони зробили це першими
Доктор Джозеф Каплан (США).
Я вражений тим, що їм вдалося зробити за такий короткий термін, який вони мали в своєму розпорядженні, який анітрохи не більше терміну, що був у нашому розпорядженні. Мені здається, що це - чудове досягнення. З точки зору міжнародного співробітництва факт запуску штучного супутника Землі має велике значення.
***
Фантазії Уеллса стають реальністю
Доктор С. Док. Еліезер. (Цейлон).
Вчені світу вітають російських вчених з цим досягненням. Зроблено перший крок до того, щоб відірватися від Землі. Наступним кроком буде політ навколо Місяця і потім висадка на Місяць. Фантазії Герберта Уеллса починають здійснюватися швидше, ніж це можна було припустити.
***
До польоту на місяць
Доктор Закі (Єгипет).
Видатні успіхи радянських вчених в галузі науки дозволили їм першими в світі здійснити давню мрію людини - проникнути в космос. Русский штучний супутник Землі є досягненням, яке допоможе здійснити політ на Місяць.
***
Попереду вчені Радянського Союзу
Доктор А. Лавелл (Великобританія).
Запуск Радянським Союзом супутника є чудовим досягненням і свідчить про високий ступінь технічного прогресу, досягнутого в цій країні. Тепер цілком очевидно, що радянські вчені далеко обігнали вчених Англії і Сполучених Штатів.
