перший супутник
Для того щоб якесь тіло могло вирватися з гравітаційного полону Землі і вийти на орбіту навколо нашої планети, йому необхідно набрати швидкість, рівну приблизно восьми кілометрів на секунду. Така швидкість називається першою космічною. Якщо швидкість тіла менше першої космічної швидкості, то воно, можливо, і пролетить дуже далеко, але в кінці кінців впаде на Землю. Найбільш ймовірно, що першим вірне значення першої космічної швидкості розрахував Ньютон і, мабуть, злякався, побачивши таке число. Уявіть собі, що ви проносити на машині (швидкість - 60 км / ч) повз равлики, щосили поспішає з важливих справ (швидкість - 1 мм в секунду). Для ракети, що набирає першу космічну швидкість, машина, що їде по дорозі, буде виглядати як та сама ледве пересувається равлик.
Перші розрахунки, які показали, що розвинути таку швидкість все-таки можливо, були виконані (без жодних комп'ютерів і калькуляторів, в декількох зошитах) Михайлом Клавдиевича Тихонравова, і його колегами в 1947-48 роках. Цими розрахунками зацікавився Корольов, а потім і інші люди, які розробляли міжконтинентальні балістичні ракети. Незабаром, керівництвом країни було прийнято рішення про запуск штучного супутника, приуроченому до міжнародного року геофізики.
Спочатку в космос хотіли запустити справжню наукову лабораторію вагою в півтори тонни, але швидко прийшло розуміння, що з таким завданням дуже складно впоратися. По-перше, розробкою супутника займалося кілька різних інститутів, кожен з яких виконував свою частину роботи: хтось робив радіопередавач, хтось - джерело живлення, хтось - систему управління. Координувати роботу такого великого колективу непросто, та й ніхто не міг знати напевно, чи вдасться виконати задумане. Крім того, основні роботи з випробувань міжконтинентальної ракети, яка і повинна була розігнатися до першої космічної швидкості, не були завершені. Тому перед запуском по-справжньому «серйозного» супутника вирішили запустити супутник трохи менше і простіше.
Перший супутник назвали «найпростішим супутником»: ПС-1. Незважаючи на назву, таку конструкцію було складно зробити, тим більше що все це робилося вперше.
ПС-1 був металева куля діаметром 58 сантиметрів, що складається з двох півсфер. Про те, як робився корпус супутника, можна писати окремий роман. До однієї з півсфер зсередини приварюються тонка, яка виступає за краї півсфери смужка стали з отворами для болтів - шпангоут. Інша півсфера кріпилася болтами до цього шпангоуту, а між сферами містилася гумова прокладка для герметизації. Найскладнішим було виготовити правильні металеві сфери і приварити до однієї з них шпангоут. Якість зварювання можна було проконтролювати тільки вивчаючи рентгенівські знімки шва. Зовні корпус полірувався так, щоб на ньому не було ні найменшої подряпини. Це робилося для того, щоб супутник краще відображав сонячне світло, а значить, апаратура всередині не перегрівалася.
Після того як супутник зібрали, його герметичність перевірялася гелієвим течошукачем. Взагалі про течошукачів хочеться розповісти детальніше, тим більше що практично всі космічні апарати перевіряються на герметичність приблизно однаково. Уявіть собі, що ви будуєте ракету, створюєте супутник або космічний корабель. Як перевірити, герметичний він чи ні? Адже від цього на сто відсотків залежить, чи буде правильно працювати апаратура супутника, чи залишаться в живих космонавти. Часто роблять так: в супутник або відсік космічного корабля закачують під досить великим тиском гелій. Гелій - це дуже легкий газ, молекули якого набагато менше молекул інших газів. Крім того, гелій ні з чим не взаємодіє, тому можна не боятися, що що-небудь всередині апарату загориться або зіпсується, поки він буде наповнений гелієм. Якщо в корпусі апарату є хоча б крихітна тріщина, то молекули гелію дуже швидко починають через неї «витікати» назовні. А зовні їх вже чекаєте ви зі спеціальною трубочкою, яка всмоктує повітря і направляє його в газоаналізатор. Якщо взяти пробу повітря поблизу тріщини, через яку витікає гелій, то газоаналізатор зможе виявити навіть невелику кількість цього газу і відразу ж про це повідомить. Ну а якщо тріщин немає, то газоаналізатор нічого не покаже. Приблизно так само перевіряли герметичність першого супутника.
До однієї з підлозі оболонок ПС-1 кріпилися чотири прямих антени: дві по 2,4 метра, дві по 3,9 метра. Антени були різної довжини тому, що були розраховані для різних довжин радіохвиль. Усередині супутника містився потужний радіопередавач, який випускав радіосигнали тривалістю 0,4 секунди поперемінно то на 7,5, то на 15-ти метрових хвилях (40 і 20 МГц відповідно). Такий діапазон був обраний невипадково. Найпростіші теоретичні прикидки показують, що атмосфера повинна бути прозора для таких довжин хвиль, а значить, радіосигнал від супутника зможуть взяти як наземні станції стеження, так і прості радіоаматори. Саме це, власне, і сталося - сигнали першого супутника могли приймати радіоаматори по всій планеті. Тривалість сигналів змінювалася при підвищенні температури вище 50 градусів або падіння температури нижче нуля. Зроблено це було спеціально, щоб якщо супутник, перегрівшись на сонці або замерзнувши в темряві, припинить працювати, люди на землі змогли зрозуміти, в чому була причина аварії. Чотири антени потрібні були для того, щоб забезпечити більш-менш рівномірний випромінювання під широким кутом. Робилося це ось навіщо. Конструктори називали перший супутник неорієнтованим. У перекладі на людську мову це означає, що супутник летів і перекидався, кружляв і обертався. Тому важливо було, щоб радіохвилі розходилися якомога ширше: вже якась частина до Землі долетить.
Особливо важливою частиною була система підтримки температури всередині супутника. Насправді, система ця складалася з одного вентилятора, який включався, якщо температура піднімалася вище 23 градусів, і перемішував осушене азот, яким був заповнений супутник всередині. Проте, зроблено все було так, що навіть така проста система відпрацювала на «відмінно».
Супутник робився максимально простим, строго кажучи, наукової апаратури на ньому не було. Проте, з його допомогою провели цілий ряд наукових досліджень. За характером уповільнення руху супутника через гальмування об атмосферу точно визначили щільності атмосфери на дуже великих висотах, куди не міг долетіти жоден метеозонд. Крім того, за характером проходження радіосигналів були зроблені висновки про електричні властивості атмосфери.
Ми зовсім не згадали тут про те, без чого був би неможливий політ ні першого супутника, ні наступних космонавтів. Тільки завдяки міжконтинентальних балістичних ракет, розроблялися як зброю, людству вдалося вийти в космос. Але це - трохи інша історія.
Супутник мав велике політичне значення. Його політ «побачив» весь світ, що випромінюється їм сигнал міг почути будь-який радіоаматор в будь-якій точці земної кулі. Ця подія докорінно перевертало уявлення про можливості Радянського Союзу. Американське агентство «Юнайтед прес» писало: «90 відсотків розмов про штучні супутники Землі припадало на частку США. Як виявилося, 100 відсотків справи довелося на Росію ... »
Супутник викликав захват не тільки у фахівців, але і у людей, зовсім не досвідчених в науково-технічні проблеми. В рукотворному предметі, кинутому вгору і не впав назад на Землю, люди побачили диво людської думки і праці. Наш супутник змусив пишатися собою всіх землян - ось головний підсумок його тріумфального польоту над планетою.
Вважалося, що можна неозброєним оком побачити перший супутник, і багато людей дійсно бачили крихітну зірочку перетинає нічне небо. Насправді, супутник був крихітний, і помітити його з землі без телескопа не було ніякої можливості. Що ж бачили люди? Вони спостерігали другу ступінь ракети-носія - центральний блок ракети, який вийшов на ту ж орбіту, що і супутник. Ця помилка багаторазово повторювалася в засобах масової інформації.
Тільки після прийому перших сигналів супутника надійшли результати обробки телеметричних даних, і з'ясувалося, що лише частки секунди відділяли від невдачі. Один з двигунів «запізнювався», а час виходу на режим жорстко контролюється і при його перевищенні старт автоматично скасовується. Блок вийшов на режим менш ніж за секунду до контрольного часу. На 16-й секунді польоту відмовила система управління подачі палива, і через підвищеної витрати гасу центральний двигун вимкнувся на 1 секунду раніше розрахункового часу. Ще трохи - і перша космічна швидкість могла бути не досягнута. Але переможців не судять!
Любі друзі! Якщо вам сподобався цей розповідь, і ви хочете бути в курсі нових публікацій про космонавтику та астрономії для дітей, то підписуйтесь на новини наших спільнот
Спеціально для вас в цих групах ми будемо викладати останні записи в нашому блозі.