ספוטניק: הקפיצה שפתחה את עידן החלל, מוסברת בפירוט

  • PS-1 שוגרה ב-4 באוקטובר מטיורה-טאם עם R-7 משופר והגיעה למסלול למרות כיבוי מוקדם של RD-108.
  • הלוויין פלט צפצופים בתדרים של 20,005 ו-40,002 מגה-הרץ עם פולסים המקושרים לטמפרטורה, ושידר במשך 21 ימים.
  • רוב התצפיות היו של שלב בלוק A, שהיה בהיר בהרבה מספוטניק הקטן יותר.
  • ברית המועצות העדיפה את הטילים הבין-יבשתיים הבין-יבשתיים ואת קיצור הדרך ל-PS על פני אובייקט D; ארה"ב בחרה בונגארד והגיעה מאוחר יותר עם אקספלורר 1.

תמונת לוויין של ספוטניק בהקשר היסטורי

אותו לילה, בו צפצוף חצה את השמיים, שינה את ההיסטוריה האנושית לנצח.ב-4 באוקטובר 1957, משטח אימונים מרוחק ואטום בקזחסטן, המריא טיל R-7 סמיורקה עם מתקן כדורי בקוטר 58 סנטימטרים בלבד ובמשקל 83,6 קילוגרמים: ה-PS-1, ה-Prosteishi Sputnik, פשוטו כמשמעו הלוויין הפשוט ביותר. הגעתו למסלול נחנכה... עידן החלל והצית רגש קולקטיבי שקשה לחזור עליו.

אנחנו קוראים לזה ספוטניק 1 מתוך הרגל, אבל במקור זה היה ה-PS, והצלחתו הייתה מורכבת יותר ממה שהמיתוס מרמז. לא היה צפוי שה-PS הבודד הזה יגיע לראש המצעדאת המקום הראשון היה צריך לזכות אובייקט D, לוויין גדול ושאפתני שיטוס בסופו של דבר בשנת 1958 בשם ספוטניק 3. אף על פי כן, הדחיפות הגיאופוליטית והאינסטינקט של סרגיי קורולב כפו עלינו פתגם פרגמטי: עדיף להגיע מוקדם עם משהו צנוע יותר מאשר להגיע מאוחר עם משהו מעודן.

מה בדיוק קרה ביום ההשקה

ההמראה התרחשה בשעה 22:28:47 שעון מוסקבה. (5 באוקטובר בשעה 00:28 שעון מקומי בקזחסטן). רכב 8K71PS מספר M1-1 עזב את הרמפה של אזור 1 של אתר הניסויים NIIP-5, מיקום כה סודי עד כי נודע לעולם החיצון בשם הבדוי טיורה-טם, שם תחנת הרכבת הסמוכה. שנים לאחר מכן, כדי לבלבל עוד יותר את הצופים המערביים, שונה שמו של המתחם רשמית לבייקונור, ירושה מעיירה קזחית הממוקמת רחוקה הרבה יותר.

רצף ההצתה הופעל בבונקר הסמוך כאשר סגן צעיר בן 24, בוריס צ'קונוב, סובב את מפתח ההצתה. רקטת ה-8K71PS הייתה גרסה של הטיל הבין-יבשתי R-7 Semiork, הטיל הבין-יבשתי הבין-יבשתי המבצעי הראשון בהיסטוריה, שהותאם למשימת החלל: ללא רכב הכניסה החוזרת עם ראש נפץ וללא מערכות הבקרה הממוקמות באותו מקטע, הכל כדי להמיר אותו לווקטור של הלוויין המלאכותי הראשון.

באותה נקודה, מרוץ החלל כבר היה בעיצומו. ב-20 בספטמבר 1956, טיל אמריקאי מדגם יופיטר C הוכיח שאילו רצה בכך, ארצות הברית הייתה יכולה להגיע למסלול גם עם שלב רביעי פעיל. וושינגטון, לעומת זאת, שמרה את הכבוד של הלוויין הראשון לפרויקט ואנגארד., בהשתתפות אזרחית, והשאירו את השלב הרביעי כשהוא פשוט מכוסה בחול. קורולב פירש את התמרון כאות חד משמעי לכך שעליהם להאיץ.

שיגור ה-PS היה המשימה החמישית של R-7 והפעם השלישית הצליחה. שני הניסיונות הראשונים ב-1957 (15 במאי ו-12 ביולי) נכשלו; שני הבאים (21 באוגוסט ו-7 בספטמבר) צלחו, אם כי ראש הנפץ התפרק באטמוספירה. עם שתי הצלחות רצופות, הצבא נתן את כל כולו: הם יאפשרו לקורולב "לבזבז" R-7 יקר בתוכניות המסלול שלו. לוח השנה הגיאופיזי הבינלאומי החל באוקטובר 1957, והשעון דחק.

שיגור טיל R-7 וספוטניק

מאובייקט D ל-PS-1: החלטות, שמות ומרוץ נגד הזמן

הספינה שטסה באותו לילה לא הייתה זו שחלמה עליה במקור. תוכנית האב של קורולב, OKB-1, הייתה אובייקט D, לוויין מדעי מורכב ושאפתני במשקל של כ-1,3 טון, אשר בסופו של דבר המריא בשנת 1958 בשם ספוטניק 3. מצד שני, ה-PS (פרוסטיישי ספוטניק: הלוויין הפשוט ביותר) נולד כקיצור דרך חכם כדי לא לפספס את הסקופ ההיסטורי.

תכנון ה-PS, בראשות ניקולאי קוטירקין, קיבל עור וגידים לאחר שיחה מרכזית בין קורולב למיכאיל טיכונרבוב ב-25 בנובמבר 1956. טיכונרבוב דחף חזק לפשט את הלוויין; מסטיסלב קלדיש, שהתמקד יותר בתשואה מדעית, התנגד לכך בתוקף. האיזון הסופי היה פשרה: לוויין "מינימליסטי" שעדיין עושה מדע., במיוחד הדגמה טכנית ומדידות עקיפות באמצעות טלמטריה משלה.

בנוגע לטקס ההטבלה, ראוי לזכור שני ניואנסים. ראשית, בברית המועצות וברוסיה של ימינו, המספר 1 לא תמיד נוסף ליחידה הראשונה בסדרה; לכן, ספוטניק או PS מכונים לעתים קרובות ללא מספר, בדיוק כפי שסויוז-MS ראשון עשוי להופיע בפשטות כסויוז-MS. שנית, המונח ספוטניק שימש במשך עשרות שנים ברוסיה כמילה נרדפת ללוויין; זה לא נכון שברוסית "המילה לא הייתה קיימת" והבחירה נבעה מהיעדר מונח טכני. מבחינה אטימולוגית, פירוש הדבר הוא "בן לוויה לטיולים", כן, אבל כמונח טכני, הוא היה מבוסס היטב.

ההחלטה הפוליטית המאשרת את קיצור הדרך התקבלה מוקדם. ב-28 בינואר 1957, ממשלת ברית המועצות אישרה רשמית את בנייתו והטסתו של ה-PS במקום Object D למשימה המסלולית הראשונה. החלטה מס' 171-93 של מועצת השרים מ-15 בפברואר קבעה פרמטרים ספציפיים מאוד: מסה מקסימלית של 100 קילו ומועדים שהצביעו על אפריל או מאי 1957התוצאה הסופית תשקול 83,6 קילוגרמים, עם ארכיטקטורה של אלגנטיות חזקה וללא קישוטים.

ייצוג של לוויין ספוטניק PS-1

לוויין זעיר שהשמיע קול לכל העולם

ה-PS-1 לא היה סתם כדור מתכת חסר נשמה. הגוף היה מורכב משתי חצאי כדור מאלומיניום שחוברו יחד באמצעות 36 ברגים., פנים המטוס מכוסה בלחץ של חנקן, ובתוכו שלוש סוללות כסף-אבץ במשקל של לא פחות מ-51 קילו, כמעט 60% מהסך הכל. כדי לתת לכם מושג: מסת הכסף של הסוללות הללו, כ-10 קילו, לבדן עלתה על מסת המסלול של הלוויין האמריקאי הראשון, אקספלורר 1, במשקל של 8,3 קילו.

חיצונית, בלטו ארבע אנטנות: שתי אנטנות VHF באורך 2,4 מטר ושתי אנטנות HF באורך 2,9 מטר, המסודרות בזווית של 35 מעלות לציר הלוויין (על הרמפה הן קופלו בזווית של 46 מעלות כדי להתאים לגוף המטוס של ה-R-7). קוטר הכדור היה 58 סנטימטרים, החלטה אסתטית של קורולב - הוא העדיף כדור "טהור" על פני הרעיון החרוטי של קוטירקין - וגם החלטה מעשית: למקסם את ההסתברות להתגלות אופטית מכל זווית, אם כי המציאות הבהירה שזה יהיה עצם נוסף שישתלט על התצפיות.

לב הניסוי, לעומת זאת, היה טמון ברדיו. המערכת, שתוכננה על ידי ויאצ'סלב לאפו ממעבדה מספר 12 של מכון NII-885 (בהנהלתם של גאורגי גרינגאוז ומיכאיל ריאזנסקי), שידרה בשני תדרים: 20,005 מגהרץ ו-40,002 מגהרץ. משדרי D-200, 3,5 קילו והספק של וואט אחד, תוך מתן פליטתם לסירוגין בפולסים התלויים ישירות בטמפרטורה הפנימית. ככל שהלוויין צבר יותר חום, כך הצפצופים היו ארוכים יותר: בין 0,2 ל-0,6 שניות, בשלושה ספים תרמיים (מתחת ל-0°C, מתחת ל-50°C או מעל ל-50°C). למעשה, כל משדר השמיע צפצוף לסירוגין כל 0,2 עד 0,3 שניות, ויצר את חתימת הצליל המפורסמת ביותר של מרוץ החלל.

האותות יכלו להיקלט עד למרחק של 12.000 קילומטרים, פרט מכריע באימות הכולל של אבן הדרך. הצפצופים נשמעו במשך 21 ימים, הזמן שלקח לסוללות להתרוקן. למרות זאת, הלוויין נשאר במסלול במשך 92 ימים, עד ה-4 בינואר 1958, לאחר שהשלים 1.440 הקפות ומרחק של כ-70 מיליון קילומטרים. אתר החזרה המדויק מעולם לא נקבע, אפילוג כמעט פואטי למכשיר שפרץ את תקרת האטמוספירה.

ה-R-7 בפעולה: פרופיל טיסה, תקלות קלות והמסלול בפועל

הטיסה של 8K71PS הייתה כמעט ללא רבב, אם כי לא מושלמת. בעיה קטנה בחלוקת הדלק של הבלוק המרכזי (בלוק A) גרם למנוע RD-108 לכיבוי שנייה אחת מוקדם מהמתוכנן, בדיוק 295,4 שניות לאחר תחילת הטיסה. התוצאה הייתה מסלול אליפטי מעט נמוך מהמתוכנן: 228 x 947 קילומטרים ונטייה של 65,1 מעלות, עם פרק זמן של 96 דקות ו-10,2 שניות, בהשוואה ל-225 x 1.450 קילומטרים שחזה הצוות.

ארבעת בלוקי הצד של ה-R-7 נפרדו 116,38 שניות לאחר ההמראה, ויצרו את "צלב קורולב" המפורסם, וה-PS-1 נפרד מבלוק A כ-20 שניות לאחר הכיבוי, ו-315 שניות לאחר ההצתה. קורולב לא רצה שהלוויין ינוע מחובר לבמהדרש להפריד אותו כדי שיוכל, ללא ספק, להפוך לאובייקט עצמאי במרשם הבינלאומי. גם החיפוי, אגב, הגיע למסלול, פרט נוסף שלעתים קרובות מתעלמים ממנו.

ברגע שהציוד זיהה את הצפצוף במעבר הראשון, פרוטוקול האימות הופעל. קורולב המתין לקבלת האות שוב שעה וחצי לאחר השיגור. כדי לאשר שהלוויין המלאכותי הראשון אכן מקיף את כדור הארץ. רק אז הוא התקשר לניקיטה חרושצ'וב, שהיה בקייב, כדי להכריז על ההצלחה.

לאחר שהמסלול הובטח, החלו מאמצי המעקב הבינלאומיים. הבהירות לא שיחקה לידי ה-PS-1 הקטן, וכאן טמון אחד הבלבולים הנפוצים ביותר בזיכרון הפופולרי. רוב אלה ש"ראו את ספוטניק" בעין בלתי מזוינת לא ראו את הלוויין., בעוצמה 6 בקירוב ולכן בקצה גבול הראייה האנושית בתנאים נוחים מאוד, אך הבמה המרכזית העצומה בלוק A, שאורכה כ-18 מטרים ומשקלה 7,5 טון, אף הוכנה עם מחזירי אור כדי להגביר את בהירותה עד לעוצמה 1.

שלושה עצמים במסלול: מה שאנשים באמת ראו

ב-4 באוקטובר 1957, ברית המועצות שיגרה שלושה אלמנטים למסלול: ה-PS-1, החיפוי, ואת בלוק A הענק. בטרמינולוגיה הסובייטית, בלוק A נקרא "השלב השני"., אם כי בסלנג מערבי, מונח זה שמור לשלבים עליונים שלא הוצתו במהלך ההמראה. ללא קשר לסמנטיקה, העובדה היא שבמשך שנים בלוק A היה ה"לוויין" הגדול ביותר במסלול, קולוסוס גלוי לעין בלתי מזוינת שאפשר לעולם לראות שזה רציני.

תצפיות על הגליל המסלולי הזה היו מרכזיות בהכשרת האירוע בקרב ספקנים. שלב בלוק A נשאר במסלול עד ה-2 בדצמבר., כאשר נכנסה חזרה לאחר שהשלימה 882 הקפות. גם המעטפת הגיעה לחלל והפכה לאובייקט נוסף למעקב. בינתיים, PS-1, הרבה יותר ביישנית בשמיים, הותירה את חותמה על רישומי הרדיו והמדעיים עד להתרסקותה ב-4 בינואר 1958.

העובדה שהבלוק המרכזי הגיע למהירות מסלולית לא הייתה מקרית: ה-R-7 נולד למשהו אחר, להעביר נשק לחצי הדרך מסביב לעולם, ואותה אכזריות אנרגטית הייתה כעת קרש קפיצה לעידן חדש. דווקא המחויבות הסובייטית לטיל הבין-יבשתי הבין-יבשתי היא שסללה את הדרך של הלוויין הראשון. לברית המועצות חסרו בסיסים קרובים לשטח אויב; לארצות הברית, לעומת זאת, הייתה רשת בסיסים וצי גדול של מפציצים וטילים לטווח בינוני, מה שהפחית את הלחץ להחזיק ברכב בליסטרי פעיל בהקדם האפשרי.

אסימטריה זו מסבירה חלק מהסיבה. החלק השני טמון בהחלטות שקיבל כל צד. בארצות הברית, פרויקט ואנגארד תפס את מרכז הבמה כ"אזרחי", ולמרות שמשפחת רדסטון/יופיטר C של פון בראון כבר הראתה שהיא יכלה להגיע למסלול עם שלבים עליונים, התסריט הפוליטי-מדעי עיכב את התוצאה הזו. כשהגיע תורו, אקספלורר 1 טס בתחילת 1958, והמרוץ כבר החל.

שמות, מילים ומיתוסים שיש להבהיר

ישנן שתי אי-הבנות קלאסיות. ראשית, השם. "ספוטניק" הפך פופולרי כחברת תקשורת, אך באופן פנימי, הלוויין היה, מעל לכל, ה-PS-1: הלוויין הפשוט ביותר במשפחה. למעשה, לא נדיר ברוסיה שהיחידה הראשונה בסדרה תיקרא ללא הספרה 1, ונפוצה לראות התייחסויות פשוטות ל"ספוטניק" או "PS", כפי שקורה בשמות מסוימים של סויוז-MS.

שנית, השפה. נאמר שוב ושוב שלרוסית לא הייתה מילה ללוויין וכי ספוטניק היה פשרה מאולתרת. זיוף מההתחלה ועד הסוףספוטניק היה מבוסס בשפה הטכנית במשך עשרות שנים כשם נרדף ללוויין. האטימולוגיה, בן לוויה למסע, רק מוסיפה ניואנס פואטי למונח תקף לחלוטין, שעם ניצחון ה-4 באוקטובר התפשט לכל השפות.

המירוץ עם ארצות הברית: חלופות, הזדמנויות והקשר

מנקודת מבט אמריקאית, הפרק מתפרש לעתים קרובות כהזדמנות שהוחמצה: הם היו יכולים להקדים אם היו טסים עם ג'ופיטר C משופר, בדיוק מה שהם יעשו מאוחר יותר עם ג'ונו 1 כדי לשגר את אקספלורר 1. אבל קריאה זו, נכונה חלקית, מתעלמת מכך שלברית המועצות היו גם אפשרויות: קורולב בחן שימוש בטיל R-5 - קטן יותר מ-R-7 ודומה ל-Jupiter C - עם שלבים עליונים אד-הוק. הרעיון לא תפס תאוצה: הצבא לא היה להוט לפתוח קו מקביל שיסיט משאבים מה-ICBM.

פרט נוסף שדיווחים מאוחרים יותר מתעלמים ממנו לעתים קרובות הוא שברית המועצות לא פעלה לחלוטין בסתר: הודיעה על כוונתה לשגר לוויין שנים קודם לכן, אך במערב, החדשות לא עוררו תהודה רבה, וגם לא נחשבו סבירות. בדיקת המציאות הייתה כפולה: טכנולוגית וסמלית, שכן היא הראתה שהיריבה, שנהרסה רק שתים עשרה שנים קודם לכן על ידי מלחמת העולם השנייה, הייתה מסוגלת לקבוע את הקצב בתחום חדש, בעוד שארצות הברית היבשתית אפילו לא סבלה מקרבות ישירים.

מנקודת מבט טכנית ופיננסית, "רגע ספוטניק" היה גם הלם ששינה את סדרי העדיפויות. השקעות טכנולוגיות ומדעיות זינקו משני צידי מסך הברזל., וחלק ניכר מהמרקם המוסדי, מסוכנויות ועד תוכניות אוניברסיטאיות, התפתח במלוא המהירות. ברוסיה, OKB-1, לימים RKK Energia, ירש והגביר את המורשת, ובנה שושלת של ספינות ותחנות שעדיין קובעת את הסטנדרט כיום.

ברמה האנושית, יש את הגלויות: סגן צ'קונוב מסובב את המפתח, קורולב ממתין למעבר הבא כדי לאשר את המסלול לפני שיתקשר לחרושצ'וב, חובבי רדיו מחצי עולם רודפים אחר הצפצוף, ומיליוני אנשים מצביעים לשמיים כשהגליל הגדול של בלוק A חלף על פניו מתוך אמונה שהם עדים למסע של PS קטן. לעיתים רחוקות טכנולוגיה, פוליטיקה ותפיסת ציבור הצטלבו בעוצמה כזו.

גיליון טכני חיוני וכרונולוגיית טיסה

למי שנהנה מנתוני שטח, הנה סיכום של הנתונים המרכזיים מספוטניק ושיגורו, שנאספו והושוו עם המקורות המקוריים של המשימה. אלו הן הדמויות המגדירות את המעבר המסלולי הראשון.:

  • תאריך ושעת ההמראה: 4 באוקטובר 1957, בשעה 22:28:47 (שעון מוסקבה). בשעון מקומי של קזחסטן, השעה הייתה כבר 5 באוקטובר, 00:28.
  • מקום: NIIP-5 אזור 1 (Tyura-Tam), מאוחר יותר נקרא Baikonur.
  • וֶקטוֹר: 8K71PS (R-7 משופר, ללא ראש נפץ או מערכות בקרה על הראש).
  • הפרדות: חסימות רוחביות ב-T+116,38 שניות; כיבוי RD-108 ב-T+295,4 שניות; הפרדת PS-1 ב-T+315 שניות.
  • מסלול בפועל: 228 x 947 ק"מ; נטייה 65,1°; פרק זמן של 96 דקות ו-10,2 שניות. שטח מתוכנן: 225 x 1.450 ק"מ.
  • אות רדיו: 20,005 מגהרץ ו-40,002 מגהרץ; צפצופים תלויי טמפרטורה; משדרי D-200 בעוצמה אחת.
  • משכי זמן: שידור 21 ימים; אורך חיים של PS-1 במסלול, 92 ימים (כניסה חוזרת ב-4 בינואר 1958); בלוק A נכנס מחדש ב-2 בדצמבר לאחר 882 הקפות.

פרט אסתטי-טכנולוגי אחרון שחושף רבות על אופי המשימה. קוטירקין העדיף לוויין חרוטי שיתאים לקצה הכובע, אבל קורולב כפה את הכדור. במחווה שנמצאת באמצע הדרך בין עיצוב תעשייתי לאיקונוגרפיה טהורה, הלוויין הראשון בעולם אימץ את הצורה הבסיסית, המושלמת והמוכרת ביותר, זו שעדיין מופיעה כיום בכל איור בית ספרי של ציון הדרך.

יש הד נוסף שלעתים קרובות מתעלמים ממנו: ה-PS היה פשוט, כן, אבל לא עד כדי כך. ההתעקשות הסובייטית לצייד את הלוויינים הראשונים שלה במדע ובמכשור זה מזכיר מאניה אחרת של התקופה, שדרשה מטיסות מאוישות לנחות עם קוסמונאוטים בתוכן כדי לקבל הכרה רשמית, למרות העובדה שהווסטוקס השתמשו בפליטה טרום-נחיתה. האופן שבו ההישגים נספרו ותועדו היה חשוב לא פחות מההישג עצמו, וה-PS-1 בוצע לפי הכללים הללו בדיוק.

במבט לאחור, שיגור ה-PS-1 היה פוליטי כשלעצמו טכני, סמלי כשלעצמו מעשי. מצד אחד, הוא הבטיח לברית המועצות את התואר הראשון של עידן החלל; מצד שני, אילצה את ארצות הברית להאיץ ולארגן מחדש את תוכניתה, תיקון על הכישלונות הראשוניים של ואנגארד ובניית הצלחתו של אקספלורר 1 בתמיכת פון בראון וצוותו. מאותו רגע ואילך, לא הייתה דרך חזרה.

פרק זה גילם שאפתנות, דחיפות ושיטה. ברית המועצות, בקושי שתים עשרה שנים לאחר שנהרסה במלחמה, השיגה את מה שאף אחד אחר לא השיג: חפץ מעשה ידי אדם המקיף את כדור הארץ שלנוכדור האלומיניום הקטן, ארוז בתוכו בסוללות ומשדרים ומעוטר בארבע אנטנות, סימן את הגבול בין "לפני" לאחרי.

לבסוף, נותרה המורשת התרבותית של המילה ספוטניק, שקפצה מדיווחים טכניים לשפת רחוב ולעיתונים ברחבי העולם. הצפצופים הללו, שחזרו על עצמם באינספור מקלטים, היו הפסקול אשר הפך את מה שעד אז היה ספקולציה גרידא למוחשי. מאז, כל לוויין, כל גשושית וכל תחנה המקיפה אותנו חייבים משהו לחלוץ המבריק והקפדן הזה.

כיום, כשאנחנו חושבים על ההתחלה האמיתית של הרפתקת החלל שלנו, אנחנו באופן בלתי נמנע חוזרים לאותו 4 באוקטובר. מה שנראה כהימור מינימליסטי התגלה כמכת המופת שפתחה את כל הלוח: הניצוץ שהצית את מרוץ החלל, הפריך מיתוסים, איפס סדרי עדיפויות ולימד אותנו למה שיתוף פעולה בין מדע, תעשייה ואסטרטגיה מסוגל.למרות ששמי הלילה רימו מיליוני עיניים בבהירותה של שלב בלוק A, הכוכב האמיתי היה אותו PS קטן שלמדנו לכנות ספוטניק.

בלקה וסטרלקה
Artaculo relacionado:
בלקה וסטרלקה