Спутник — первая серия советских искусственных спутников Земли, предназначенная для экспериментов по выводу в околоземное пространство полезной нагрузки, изучения влияния невесомости и радиации на живых существ, экспериментов по изучению свойств земной атмосферы, подготовки к первому пилотируемому космическому полёту.
В рамках программы Советский Союз запланировал и вывел на орбиту несколько космических аппаратов. (Запуск первого Спутника произошёл 4 октября 1957 года в рамках международного геофизического года).
Спутник-1 — первый искусственный
спутник Земли, был запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года.
Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск
осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны
СССР «Тюра-Там»
(получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур), на
ракете-носителе «Спутник» (Р-7).
Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником
практической космонавтики С. П. Королёвым,
работали ученые М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко,
В. И. Лапко, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров и многие другие.
Дата запуска считается началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск.
Начало полёта — 4 октября 1957 в 19:28:34 по Гринвичу
Окончание полёта — 4 января 1958
Масса аппарата — 83,6 кг;
Максимальный диаметр — 0,58 м.
Наклонение орбиты — 65,1°.
Период обращения — 96,7 мин.
Перигей —
228 км.
Апогей — 947 км.
Витков — 1440
Корпус спутника состоял из двух полуоболочек диаметром 58 см из алюминиевого
сплава со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами.
Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке
располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Так как
спутник был неориентирован, то четырехантенная система давала равномерное
излучение во все стороны.
Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических
источников; радиопередающее устройство; вентилятор; термореле и воздуховод
системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики;
датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Вес 83,6 кг.
Спутник-2 — второй космический
аппарат, запущенный на орбиту Земли 3 ноября 1957, впервые
выведший в космос живое существо — собаку Лайку.
Спутник-2 представлял собой конической формы капсулу 4-метровой высоты, с
диаметром основания 2 метра, содержал несколько отсеков для научной аппаратуры, радиопередатчик,
систему телеметрии, программный модуль, систему регенерации и контроля
температуры кабины. Собака Лайка размещалась в отдельном опечатанном отсеке.
Технические и биологические данные передавались с помощью телеметрической
системы «Трал-Д», которая передавала данные на Землю в течение 15 минут во время
каждого витка. На борту были установлены два фотометра для измерения солнечной
радиации (ультрафиолетового и рентгеновского излучения) и космических лучей. На
Спутнике-2 не было установлено телекамер. К сожалению, эксперимент с Лайкой получился очень коротким: из-за большой
площади контейнер быстро перегрелся, и собака погибла уже на первых витках.
Спутник-3 (объект Д, изделие 8A91 B1-1) — советский искусственный спутник Земли, запущенный 15 мая 1958 с космодрома Байконур облегченной модификацией ракеты-носителя Р-7.
Первый запуск 27 апреля 1958 года закончился
аварией носителя из-за колебаний давления в магистрали окислителя на 120 секунде
полета. Разгадать это явление удалось летом 1958 года, и это позволило
совершенствовать носитель дальше. Объектом Д спутник назывался по порядковому
номеру типа полезной нагрузки. Объектами А, Б, В, Г были разные виды ядерных
боеголовок.
Спутник-3 был первым полноценным космическим аппаратом, обладающим всеми
системами, присущими современным космическим аппаратам. Для своего времени это была удивительная машина. Имея форму конуса с диаметром
основания 1,73 метра и высотой 3,75 метра, спутник весил 1327 килограммов. На
борту спутника было размещено 12 научных приборов. Последовательность их работы
задавало программно-временное устройство. Впервые предполагалось применить
бортовой магнитофон для записи телеметрии на тех участках орбиты, которые не были доступны наземным станциям слежения. К
сожалению, непосредственно перед стартом была обнаружена его неисправность, и
спутник отправился в полет с неработающим магнитофоном.
Впервые бортовая аппаратура принимала и исполняла команды, переданные с
Земли. Впервые была использована активная система терморегулирования для
поддержания рабочих температур. Для питания были применены одноразовые
химические источники напряжения, но для экспериментальной проверки впервые были
использованы солнечные батареи, которые питали небольшой радиомаяк.
Его работа продолжалась и после того, как основные батареи исчерпали свой ресурс
3 июня 1958 года.
Спутник пролетал до 6 апреля 1960 года. На спутнике
работали приборы разработанные семью группами разработчиков. Приборы спутника
изучали состав атмосферы на высотах полета, определяли концентрацию заряженных
частиц, протонов и космических лучей, магнитных и электростатических полей,
наличие и частоту встречи с микрометеоритами. Измерением магнитных полей
занималась аппаратура разработанная в ИЗМИРАН (в ближайшее время будет описано
поподробнее). Часть приборов разрабатывалась в НИИЯФ МГУ. Один из приборов уже
успел слетать на втором спутнике. Для сокращения потребляемой мощности были
применены транзисторы. На них были сделаны двоичные счетчики и преобразователь
напряжения для ионизационной камеры. Прибор для изучения излучения Солнца
потреблял мощность всего 2 ватта. Именно этот прибор питался и от химических, и
от солнечных батарей, а данные с него модулировали передатчик, питаемый от
солнечных батарей, рабочей частотой которого была выбрана частота 20,005
мегагерц. Его мощность составляла 1 ватт. На этой же частоте работал один из
радиомаяков первого спутника, поэтому магнитофонные записи, сделанные
радиолюбителями всего мира, внесли неоценимый вклад в изучение радиационных
поясов Земли. Сильно вытянутая орбита с минимальным расстоянием от Земли около
226 километров, а максимальным — 1881 позволило уже в 1958 году определить
безопасные для полета человека высоты орбит.
С учётом опыта запуска третьего спутника в Королёвском КБ готовились к полёту 4, 5 и 6 спутники, в том числе спутник с индексом ОД.
Ориентируемый аппарат, который не кувыркался на орбите, а был всегда
соориентирован относительно касательной к орбите и мог возвращать на землю
капсулу. Но сильная загрузка КБ военной тематикой и перенацеливание космической
программы на освоение Луны не позволили продолжить работы по этим аппаратам. Эти
идеи были реализованы в корабле «Восток»
и спутнике «Зенит».
Спутник-4 — четвёртый космический аппарат серии «Спутник»,
прототип корабля Восток,
который использовался для первого космического полёта человека. Был запущен 15
мая 1960 года. Ошибка в системе
ориентации аппарата привела к тому, что спутник отклонился от
запланированного курса и, при начале торможения, вместо входа в атмосферу
оказался выброшен на более высокую орбиту. Повторный вход в атмосферу состоялся 5 сентября 1962 года. Обломки
были найдены посреди главной улицы в городке Манитэвак (Manitowoc), штат
Винсконсин, США.
Первый в серии аппаратов, разработанных для полёта человека в космос,
Спутник-4 нёс на себе научные приборы, телевизионную систему, герметичную кабину
с «Алексей
Алексеевичем Мандельштамом», куклой взрослого человека. КА был разработан
для изучения работы системы жизнеобеспечения и различных ситуаций, связанных с
полётом человека в космос. Аппарат также передавал телеметрию и заранее записанные голосовые сообщения. После четырёх дней полёта спускаемый
аппарат отделился от приборного
отсека, двигатели выдали тормозной импульс, однако из-за неверной ориентации
(предположительно из-за отсутствия у датчика оптического горизонта термоизоляции и последующего перегрева) корабль не смог вернуться в атмосферу в
запланированном режиме.
Спутник-5 — пятый космический аппарат серии «Спутник»,
запущенный 19 августа 1960 г. с космодрома Байконур. Фактически был вторым тестовым прототипом
корабля «Восток»,
использовавшегося для первого космического полёта человека (первый прототип —
«Спутник-4»).
Первый корабль, вернувший живых существ из космоса.
Масса: 4600 кг
Перигей: 287 км
Апогей: 324 км
Наклонение: 64,95°
Период: 90,72 минуты
На борту находились:
собаки Белка
и Стрелка
40 мышей
2 крысы
растения
Немецкая радиостанция в Бонне одной из первых услышала сигнал от спутника. На
третьем витке это подтвердила шведская радиостанция.
Спутник вывел на орбиту живой груз — собак Белку и Стрелку, 40 мышей, 2 крысы
и ряд растений. Аппарат с выжившими животными успешно вернулся на землю на
следующий день. Спутник был оборудован телекамерой, снимавшей поведение собак в
полёте.
Спутник 6 — шестой космический аппарат серии «Спутник»,
запущенный 1 декабря 1960 г. Являлся третьим космическим кораблём-спутником.
Масса: 4563 кг
Перигей: 166 км
Апогей: 232 км
Наклонение: 64,97°
Период: 88.47 минуты
Спутник продолжал исследовательскую миссию предыдущего космического аппарата Спутник-5. На
борту, помимо живых существ, дополнительно находились колбы с дрозофилами,
семена гороха, пшеницы, кукурузы, гречихи, конские бобы, ампулы с культурой
ткани человека, прочие биологические материалы, а также научная аппаратура и
аппаратура телеметрии для передачи собранной информации. Полёт продолжался чуть
более суток. На 17 витке вместо запланированного снижения скорости полёта
произошёл прирост скорости, и корабль перешёл на более высокую орбиту. Было
принято решение уничтожить аппарат путём подрыва заряда, с целью исключить
незапланированное падение на чужую территорию. Все живые существа, находившиеся
на борту, погибли. Несмотря на то, что аппарат был уничтожен, цели миссии были
выполнены, собранные научные данные переданы на Землю при помощи телеметрии и
телевидения.
