طور الاتحاد السوفياتي خلال وجوده بنشاط برامج هزلية تهدف إلى تطوير الفضاء خارج الأرض. وكانت الخطوة الأولى في هذا الاتجاه هي إطلاق القمر الصناعي - أول جسم تم إرساله إلى الفضاء. ومع ذلك ، قليل من الناس يعرفون أن هذه الوحدة لها تاريخ غني إلى حد ما.
معلومات عامة
في النصف الثاني من القرن العشرين ، دخل اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية سباق الفضاء ، في محاولة لبدء استكشاف الفضاء في أسرع وقت ممكن. وكان الاتحاد السوفياتي أول من أرسل جهازًا من إنتاجه الخاص إلى مدار الأرض. كان هذا هو الجهاز ، الذي يحمل اسمًا بسيطًا إلى حد ما "Sputnik-1".
حقيقة مثيرة للاهتمام: في المستندات والرسومات ، كان الجهاز يسمى PS-1 ، والذي يعني "Simple Satellite-1".
كان تصميم الجهاز بسيطًا جدًا. كانت عبارة عن كرة بها هوائيات على جوانبها. هذا الأخير ضروري للقمر الصناعي لتوزيع الإشارة اللاسلكية في الفضاء بالتساوي.
تم تجميع الدائرة من نصفي الكرة الأرضية ، وتم استخدام 36 براغي لربطها. سمح هذا المبلغ بتشابك الأجزاء بشكل موثوق ، وتجنب الثغرات. داخل PS-1 كانت هناك أجهزة استشعار تقيس درجة الحرارة والضغط ، وبطاريات الفضة والزنك ، وثرموستات ، وجهاز إرسال لاسلكي ومروحة ، وهي ضرورية لتبريد العناصر.
أثناء الرحلة ، أرسل هذا "الملء" إشارة في نطاق التردد من 20 إلى 40 ميجاهرتز ، حتى يتمكن أي شخص ، حتى شخص عادي ، من الاستماع إلى موجة الجهاز.
على الرغم من حقيقة أنه عندما نتحدث الآن عن رحلات الفضاء ، فإن صور الصواريخ والمكوكات التي تضرب بأبعادها تظهر على الفور في رأسي ، كانت Sputnik-1 صغيرة حتى بالمقارنة مع البشر. كان نصف قطرها 29 سم فقط ، وكانت كتلتها حوالي 83.5 كجم.
صور الأقمار الصناعية
حتى في عام 1687 ، عند كتابة العمل "البداية الرياضية للفلسفة الطبيعية" ، اقترح نيوتن أنه يمكن إطلاق جسم في مدار الأرض حتى لا يسقط على السطح.
وصف العالم التجربة التالية لتحقيق هذه النتيجة. تحتاج أولاً إلى تسلق جبل مرتفع ، تكون قمته أعلى بكثير من الغلاف الجوي. تحتاج منه إلى إطلاق النار بحيث يطير النواة بالتوازي مع الأرض. وإذا تحركت القذيفة بسرعة معينة ، فلن تغرق أبدًا على السطح ، ولكنها ستطير حول الكوكب إلى ما لا نهاية.
أثبتت الدراسات اللاحقة أن نيوتن كان على حق. إذا تم إطلاق جسم في مدار الأرض بحيث يتحرك بسرعة لا تقل عن 7.91 كم / ثانية ، فإنه سيدور إلى ما لا نهاية حول الكوكب دون أن يفقد الارتفاع. الآن تسمى هذه السرعة "الكونية الأولى". في عام 1879 ، استخدم جول فيرن ، عند كتابة كتاب "500 مليون بيجوماس" ، النموذج الأولي للبندقية النيوتونية.
في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين ، بدأ الناس يتوصلون تدريجياً إلى استنتاج مفاده أن التكنولوجيا ستصل قريبًا إلى تطور يسمح لها بالذهاب إلى الفضاء. جادل تسيولكوفسكي ذات مرة بأن الإنسانية جاهزة بالفعل للسفر خارج كوكب الأرض. علاوة على ذلك ، اقترح العالم عدم إجراء عمليات إطلاق تجريبية ، ولكن على الفور بناء صاروخ يطير فيه الناس. سيسمح هذا بالفعل في الرحلة الأولى بتلقي معلومات صادقة من شهود عيان أحياء.
في وقت لاحق ، قدم المهندس الألماني أوبرت العالم إلى المشروع ، وهو محطة من عدة مراحل. تم اقتراح إطلاقه في المدار بهدف مراقبة وتنسيق القوات العسكرية. تم اقتراح وضع تلسكوب على جسم خارج الأرض يسمح لنا بمراقبة الكواكب والنجوم مباشرة من الفضاء ، وليس من خلال التشوهات الجوية من الأرض.
أيضا ، تم طرح موضوع الأقمار الصناعية في بعض روايات الخيال العلمي التي تم إصدارها في العشرينيات والثلاثينيات.في النصف الأول من القرن العشرين ، أجرت دول مختلفة العديد من التجارب لإطلاق الأجسام في مدار الأرض ، ومع ذلك ، تم تطوير جميع الصواريخ المبنية بسرعة غير كافية.
حقيقة مثيرة للاهتمام: في عام 1944 ، عرض بوكروفسكي العسكري إطلاق النار في السماء من بندقية قوية. في رأيه ، سيسمح هذا لبقايا القلب أن تكون في المدار.
المحاولات الأولى
تمكن علماء الرايخ الثالث من تطوير صواريخ كبيرة الحجم V-2 ، تعمل على الوقود السائل. كان يعتقد أنهم كانوا قادرين على الطيران إلى الفضاء وحتى إرسال شخص إلى المدار. هناك وثائق رسمية تشير إلى استخدامها لإطلاق الجثث المحنطة لأول مسافري الفضاء من أجل منح الأوسمة.
ابتداء من مارس 1946 ، بدأت القوات الجوية للولايات المتحدة في العمل بنشاط في برنامج الفضاء. كانت الدولة تدرك جيدًا أن وضع الأشياء في مدار الأرض سيساعد في الحصول على الكثير من المعلومات المفيدة ، بالإضافة إلى زيادة سلطة الدول الأخرى بشكل خطير.
لعدة سنوات ، صمم العلماء على الورق أجهزة مختلفة يمكن أن تذهب إلى الفضاء خارج الأرض. في الوقت نفسه ، تم تحليل العواقب التي يمكن أن يؤدي إليها إطلاق استكشاف الفضاء. تم رسم تفاصيل العنصر الاقتصادي والإمكانات العسكرية للإنجاز المستقبلي والآفاق المحتملة. بمجرد أن أصبح من الواضح أن الجهاز الموضح في الرسم غير قادر على دخول المدار ، بدأ تصميم جهاز جديد على الفور مع مراعاة العيوب.
في عام 1953 ، في مؤتمر حول علم الفضاء ، قدم الفيزيائي فريد سينغر تطورات القمر الصناعي الكروي ، الذي كان لديه فرص حقيقية للذهاب إلى الفضاء. وفقًا للعالم ، تعمل الولايات المتحدة على جهاز كروي يمكن إطلاقه فوق الأرض بطريقة ستتحرك في مدار على ارتفاع 300 كيلومتر وعبور قطبي الكوكب.
في عام 1954 ، عقد اجتماع لكبار مصممي الصواريخ الأمريكيين ، ناقشوا احتمال إطلاق قمر صناعي في السنوات الثلاث المقبلة. في تلك اللحظة ، كان من الواضح تمامًا أنه من أجل ذلك كان من الضروري استخدام الصواريخ متعددة المراحل ، والتي ، كما تم فصل الصواريخ السابقة والعمل التالي ، ستساعد في الوصول إلى الارتفاع المطلوب.
حقيقة مثيرة للاهتمام: كان لدى الترسانة الأمريكية صواريخ لوكي وريدستون ، التي كان من المفترض استخدامها لإطلاق أول قمر صناعي.
وكانت نتيجة الاجتماع ظهور مشروع Orbiter ، الذي تم في إطاره دراسة تفاصيل الإطلاق الفضائي المستقبلي. تم تحديد موعد الحدث في صيف 1957. في عام 1955 ، كشفت الولايات المتحدة النقاب عن مشروع تم تغيير اسمه إلى "فانجارد". كان من المفترض أن هذا القمر الصناعي سيطير في السماء على صواريخ Viking و Aerobi. على الورق ، كان الجهاز عبارة عن هيكل معقد يزن 10 كجم. تم التخطيط لتزويد الجهاز بعدد كبير من الإلكترونيات لجمع المعلومات.
ومع ذلك ، عندما أصبح معروفًا عن برنامج الفضاء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، قامت الولايات المتحدة بتبسيط تصميم القمر الصناعي بشكل كبير ، إذا كانت فقط أول من أطلق الجسم في الفضاء. لذا فقد "Vanguard-1" الوزن ست مرات ، وكان وزنه 1.59 كجم.
تاريخ إنشاء أول قمر صناعي اصطناعي
بدأ تاريخ إنشاء القمر الصناعي في عام 1942. ثم أنهى المصمم الألماني فون براون تصميم صواريخ V-2. بعد بضعة أشهر ، تم الإطلاق الأول ، وبحلول عام 1945 ، تم إجراء 3225 اختبارًا. أصبح من الواضح أن هذا الصاروخ يمكن أن يسافر لمسافات طويلة.
بعد الحرب العالمية الثانية ، بدأ فون براون العمل في وزارة الدفاع الأمريكية وكان يطور صواريخ يمكنها إطلاق أول قمر صناعي إلى مدار الأرض. تم افتراض أنه في غضون خمس سنوات سيتم إنشاء جهاز يساعد على تحقيق هذا الهدف. ولكن في وقت لاحق رفضت الدولة تمويل هذا المشروع.
في عام 1946 ، أنشأ ستالين صناعة صواريخ اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، التي كان سيرجي كوروليف مسؤولاً عنها.في النصف الأول من الخمسينيات ، طور الاتحاد السوفييتي بالفعل صواريخ R-1 و R-2 و R-3 قادرة على السفر لمسافات طويلة وضرب الأهداف في القارات المجاورة. في عام 1948 ، عرض المصمم تيخونرافوف صواريخ مرحلية يمكن أن تقلع ما يصل إلى 1000 كم. وبمساعدتهم ، عرض تسليم الأقمار الصناعية إلى مدار الأرض. ولكن بعد ذلك لم يجد الدعم وتم إيقافه عن النشاط. ومع ذلك ، بعد ذلك بعامين ، مع الاعتراف بأهمية رحلة الفضاء ، أعاد الاتحاد السوفياتي مرة أخرى تيخونرافوف إلى العمل ، وكان نشاطه الرئيسي هو تطوير تقنيات لإرسال قمر صناعي إلى المدار.
نموذج
إن اختراع صاروخ R-3 وقدراته أوضح أنه بمساعدته يمكن وضع القمر الصناعي الأول في المدار. في عام 1953 ، تمكن المصممون الذين عملوا في هذا المشروع من إقناع الدولة أخيرًا بأن إرسال جسم اصطناعي إلى الفضاء ممكن.
في عام 1954 ، بدأ تيخونرافوف ، مع زملائه ، دراسة شاملة لبرنامج الفضاء السوفياتي ، الذي تضمن المرحلة الأولى إطلاق قمر صناعي إلى المدار.
حقيقة مثيرة للاهتمام: تم توجيه تيخونرافوف أيضًا للتخطيط لهبوط محتمل على القمر ، والذي كان من المفترض أن يتم بعد رحلات ناجحة إلى الفضاء.
في عام 1955 ، وصل خروتشوف شخصيًا إلى المصنع حيث تم بناء صاروخ R-7. كانت نتيجة اجتماعه توقيع مرسوم يجب بموجبه على المصممين بناء جهاز يمكنه دخول مدار الأرض.
في نوفمبر 1956 ، بدأ تصميم أول قمر صناعي ، وبعد 10 أشهر تم اختبار النموذج المصمم بالفعل في ظروف خاصة. بناءً على التجارب ، أصبح من الواضح أن الجهاز جاهز للطيران.
جهاز الأقمار الصناعية
كما ذكر أعلاه ، يتكون الجسم الساتلي من نصفي الكرة الأرضية. تم صبها من سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم ، وكان سمك 2 مم. كموصلات تستخدم مسامير شكل M8 * 2.5. في الداخل ، تمتلئ البنية بالنيتروجين في حالة غازية ، مما يخلق ضغطًا قدره 1.3 جو. لتجنب اختراق الهواء ، تم وضع بطانة مطاطية على المفاصل. للحفاظ على ثبات درجة حرارة القمر الصناعي ، تم تجهيزه بشاشة خارجية بسماكة مليمتر.
حقيقة مثيرة للاهتمام: لإعطاء خصائص الأقمار الصناعية البصرية ، تم صقل سطحه وتشكيله. هذا هو السبب في أن القضية لامعة.
لإرسال إشارة إلى نصف الكرة الأمامي للجهاز ، تم تركيب هوائيين. الأول كان من النوع VHF ، والثاني - HF. خرج دبابيسان ، 2.4 و 2.9 م ، على التوالي. كانت زاوية الاختلاف 70 درجة. الينابيع مدمجة في تصميم الهوائي ، مما ساعدهم على الفتح واتخاذ الموقف الصحيح بعد فصل الصاروخ.
تضمن نصف الكرة الأرضية الخلفي للقمر الصناعي آلية للانفصال عن الصاروخ ، تستخدم عند دخول المدار.
سجل الإطلاق
في فبراير 1955 ، بدأ البناء في ملعب بايكونور للتدريب في صحراء كازاخستان ، حيث كان من المقرر إطلاقه. بعد عدة اختبارات ، أدرك المهندسون أن صاروخ R-7 يحتاج إلى جزء رأس لا يتحمل الأحمال الحرارية ، كما يحتاج إلى تخفيفه قدر الإمكان. في سبتمبر 1957 ، تم وضع نسخة محدثة من R-7 في ساحة التدريب ، والتي كانت أخف وزنا 7 أطنان وكان لها مقصورة تابعة في الرأس.
في أوائل أكتوبر ، تم وضع الصاروخ مع الجهاز المركب في موقع الإطلاق. وبالتوازي مع ذلك ، تم عقد مؤتمر دولي للملاحة الفضائية شارك فيه علماء من 67 دولة.
تم إطلاق القمر الصناعي في 4 أكتوبر 1957. قال الأكاديمي ليونيد سيدوف ، متحدثًا للجمهور ، إن حقيقة أن الاتحاد السوفييتي كان أول من وضع جسمًا اصطناعيًا في مدار الأرض.
تاريخ الرحلة
تم الإطلاق في الساعة 22:28:34 بتوقيت موسكو. في 4 دقائق و 55 ثانية ، وصل الصاروخ إلى الارتفاع المطلوب ودخل المدار. وبعد 20 ثانية ، انفصل القمر الصناعي عن الهيكل وبدأ في إرسال إشارة بسيطة إلى حد ما: "بيب!".ذهب مباشرة إلى ساحة التدريب لمدة دقيقتين ، حتى ذهب الجهاز إلى مدار الأرض لمسافة طويلة. لمدة أسبوعين ، يبث PS-1 من خلال أجهزة الإرسال معلومات مختلفة حتى فشل.
حقيقة مثيرة للاهتمام: أثناء إطلاق صاروخ في أحد المحركات ، عمل نظام تزويد الوقود بتأخير ، ولم يبدأ العمل على الفور. وفقًا للتقديرات ، إذا تم تشغيل المحرك في وقت لاحق ، فلن يتمكن R-7 من دخول المدار.
في مدار الأرض ، قضى PS-1 92 يومًا ، محققًا 1440 دورة. بسبب الاحتكاك الجوي ، فقدت السرعة والارتفاع تدريجيًا ، ونتيجة لذلك تحطمت في لحظة معينة وحرقت في الطبقات العليا.
معلمات الطيران
يمكن تمييز الرحلة PS-1 بالمعلمات التالية:
- الثورات حول الأرض - 1440 ؛
- الأوج - 947 كم ؛
- الحضيض - 228 كم ؛
- الوقت لثورة كاملة - 96 دقيقة و 12 ثانية ؛
- ميل المدار هو 65.1 درجة ؛
- نصف قطر PS-1 - 29 سم ؛
- الوزن - 83.6 كجم ؛
- تاريخ الرحلة - من 10/04/1957 إلى 04/01/1958.
قيمة الرحلة
يمكن اعتبار الهدف الرئيسي لرحلة الأقمار الصناعية رفع مكانة الاتحاد السوفييتي على المسرح العالمي. أثار إطلاق أول جسم في الفضاء ضجة كبيرة ، خاصة على خلفية الولايات المتحدة ، التي خططت أيضًا لإرسال مركبات فضائية خاصة بها. فقط بينما أعلن الأمريكيون علنا عن خططهم ، نفذها الاتحاد السوفييتي دون مزيد من اللغط. كتبت الصحافة في العديد من البلدان عن هذا المقال بأسلوب "البعض يتكلم والبعض الآخر يفعلون".
شكل إطلاق القمر الصناعي بداية النشاط الفضائي للناس وبدأ سباقًا حقيقيًا بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي. ورداً على ذلك ، أطلقت الدول أيضًا مركبة فضائية Explorer-1 الخاصة بها في المدار. دخل القمر الصناعي مداره في 1 فبراير 1958 ولم يعد مهتمًا مثل PS-1.
أصوات الأقمار الصناعية
لكي يتمكن أي شخص من التأكد من عمل القمر الصناعي ، قام المصممون بتكوينه لإرسال الإشارات باستمرار. كان التتابع الكهروميكانيكي مسؤولًا عن هذا الإجراء ، حيث أرسل إشارات بديلة بترددات 20 و 40 ميجاهرتز لمدة 0.3-0.4 ثانية. الفواصل بينهما تساوي نفس القيمة.
يعتمد طول الإشارة مباشرة على أجهزة استشعار الضغط ودرجة الحرارة التي تقيس هذه المعلمات داخل الهيكل. نظرًا لعدم ثبات فترات الإرسال ، يمكن للعلماء التأكد من أن PS-1 يعمل بشكل صحيح ، ويتم الحفاظ على ضيق في الداخل. في غضون أسبوعين ونصف ، أرسل الجهاز عدة ملايين من الإشارات ، والتي تمثل "صفارة" بسيطة.
لسبب ما ، تم اختيار ترددات 20 و MHz 40 للعمل. معظم أجهزة الاستقبال في ذلك الوقت قادرة على ضبطها. وبفضل هذا ، يمكن لأي شخص التقاط إشارة القمر الصناعي.
بعد دخول المدار تقريبًا ، بدأ تردد التحويل في الازدياد. في غضون أيام قليلة ، كانت أعلى بنسبة 40٪ مما كان متوقعًا. لا يزال العلماء لا يستطيعون تحديد السبب الدقيق للنمو.
النتائج العلمية لتحليق أول قمر صناعي
يمكن اعتبار إطلاق PS-1 ناجحًا ، حيث كان العلماء قادرين على إكمال المهام. تشمل النتائج العلمية للرحلة ما يلي:
- الحصول على بيانات اختبار الطيران للساتل الأول ؛
- ظهور إمكانية دراسة الأيونوسفير الذي يعكس الإشارات المرسلة من سطح الأرض ؛
- ساعد احتكاك الأقمار الصناعية ضد الغلاف الجوي والانخفاض التدريجي في السرعة على حساب كثافة الغلاف الجوي العلوي ؛
- ساعد الفشل التدريجي لـ PS-1 على جعل المركبات اللاحقة أقل عرضة للتأثيرات الخارجية للفضاء.
أثناء وجود القمر الصناعي في المدار ، أجرى العلماء تتبعًا مستمرًا لموقعه وقاموا بجميع أنواع الحسابات. علاوة على ذلك ، تم إجراء جمع نشط للمعلومات ليس فقط في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. على سبيل المثال ، تمكن علماء من جامعة السويد من التقدم بشكل كبير في دراسة بنية الأيونوسفير بسبب مراقبة سلوك الأقمار الصناعية. نظرًا لأن الاتحاد السوفييتي استخدم تحديدًا إرسال الإشارات بترددات يمكن الوصول إليها ، يمكن للعلماء من جميع أنحاء العالم إجراء أنشطة مشتركة وإجراء التجارب.
رد فعل إطلاق
أحدث إطلاق القمر الصناعي دفقة كبيرة حول العالم. علاوة على ذلك ، إذا كان رد الفعل إيجابيًا في معظم البلدان ، نظرًا لأن الجميع فهموا الفرص التي تم فتحها ، فقد تسبب هذا الحدث في الولايات المتحدة الأمريكية سلبًا على وجه الحصر. في الخمسينيات ، كانت الولايات على قناعة راسخة بأنهم كانوا قادة في القضية الكونية ، خاصة بعد إتقان رسومات الرايخ الثالث التي تحتوي على بيانات حول الصواريخ البالستية المتقدمة.
لكن عندما أرسل الاتحاد السوفييتي القمر الصناعي أولاً ، أصبح صدمة حقيقية للولايات المتحدة ، لأنهم اعتبروا أنفسهم سادة الفضاء الخارجي. كانوا متأكدين أيضًا أنهم سيكونون أول من يغزوها.
حقيقة مثيرة للاهتمام: في أول اجتماع لوزارة الدفاع الأمريكية (البنتاجون) بعد إطلاق PS-1 ، اقترح بعض العسكريين الأمريكيين إرسال أطنان من القمامة إلى الفضاء لتغطية الغلاف الجوي للأرض وجعل المزيد من الرحلات الجوية مستحيلة.
ولكن تجدر الإشارة إلى أن تقدم الاتحاد السوفييتي في هذا السباق أعطى الولايات المتحدة حافزًا كبيرًا. بدأ أفضل المصممين الأمريكيين في دراسة برنامج الفضاء المستقبلي. وبفضل هذا ، لم تعوض الولايات عن إنجازات الاتحاد السوفييتي فحسب ، بل هبطت أيضًا على القمر. ربما لو كانوا أول من أطلق القمر الصناعي ، فإن ذلك سيقلل من حماسهم ، وبعد ذلك لم تكن هناك "خطوة صغيرة للإنسان وقفزة عملاقة للبشرية".
مراجعات من الصحافة الأجنبية
كتبت الصحافة حول العالم عن إطلاق القمر الصناعي. أعرب العالم Beniamino Segre علنًا عن إعجابه باختراق اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، لأنه رأى ذلك كآفاق وفرص جديدة. كتبت صحيفة نيويورك تايمز أن الدولة ذات التكنولوجيا المتقدمة فقط هي التي يمكنها البدء في استكشاف الفضاء.
أعرب المصمم الألماني أوبرت من ألمانيا عن احترامه للعلماء السوفييت. في رأيه ، فقط أفضل العقول ، التي كانت بلا شك في الاتحاد السوفييتي ، يمكن أن ترسل شيئًا إلى المدار. زعم جوليو كوري ، الحائز على جائزة نوبل ، أن الإنسان لم يعد مرتبطًا بالأرض.
لفترة طويلة ، لم تتوقف الصحافة العالمية عن الكتابة عن هذا الحدث وتشيد بإنجازات اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
