Запуск первых искусственных спутников Земли стал переломным моментом в истории человечества, ознаменовав начало космической эры. Первые спутники не только имели научное значение, но и стали символами национального престижа и инженерного превосходства. 4 октября 1957 года Советский Союз запустил Спутник-1, ПС-1 (Простейший Спутник 1) — первый искусственный спутник Земли.
Руководителем проекта был Сергей Королёв, главный конструктор советской ракетно-космической программы. Радиосигналы «Спутника-1» принимались по всему миру и вызвали эффект, получивший в США название Sputnik shock — осознание технологического отставания. Во все языки мира вошло слово SPUTNIK.
3 ноября 1957 года был запущен Спутник-2, на борту которого находилось живое существо — собака Лайка. Первое живое существо на орбите Земли. Миссия не предусматривала возвращения, что позже вызвало серьёзные этические дискуссии, но в техническом плане она стала крупным достижением.
Vanguard TV-3 — это первый американский спутник по программе Vanguard, который не вышел на орбиту из-за аварии ракеты-носителя. Запуск состоялся 6 декабря 1957 года и стал одной из самых известных неудач начала космической гонки. Западные СМИ дали событию ироничные прозвище Kaputnik.
Именно об этой программе знали русские и пытались определить, изменив свою изначальную программу на более простой спутник , который так и назвали ПС-1 Простейший спутник.
США срочно подключили к проекту создания спутника Вернера фон Брауна, бывшего участника создания ФАУ-2. Он сумел в короткие сроки подготовить спутник и запустить его 31 января 1958 года первый спутник США — Explorer 1.
Сравнительная таблица: «Спутник-1» (СССР) и Explorer-1 (США)
| Показатель | Спутник-1 (СССР) | Explorer 1 (США) |
|---|---|---|
| Дата запуска | 4 октября 1957 | 31 января 1958 |
| Ракета-носитель | Р-7 | Juno I |
| Страна | СССР | США |
| Масса | 83,6 кг | ~14 кг |
| Форма | Сфера | Цилиндр |
| Размеры | Ø 58 см | Длина ~203 см, Ø ~15 см |
| Тип орбиты | Эллиптическая | Эллиптическая |
| Перигей | ~215 км | ~358 км |
| Апогей | ~939 км | ~2 550 км |
| Период обращения | ~96 мин | ~114,8 мин |
| Наклонение орбиты | ~65° | ~33° |
| Назначение | Демонстрация возможности орбитального полёта, радиосигналы | Научные исследования космического излучения |
| Научное оборудование | Радиопередатчики | Счётчик Гейгера |
| Основной результат | Начало космической эры | Открытие радиационных поясов Земли |
| Время существования | ~3 месяца (сгорел в атмосфере) | Передатчик — ~4 месяца, корпус — до 1970 г. |
Если судить по хронологии американцы не так уж и сильно отстали, всего через 4 месяца они успешно выводят свой спутник. Главным научным результатом миссии стало открытие радиационных поясов Земли (поясов Ван Аллена), что подтвердило важность спутников как инструмента фундаментальных исследований. Обратите внимание на одну деталь, как далеко они отправили свой спутник, апогей 2550 км, передатчик проработал 4 месяца, а сам аппарат оставался на орбите еще 12 лет.
Пришло время сравнить ракетоносители. Не успевая в космической гонке именно по ненадежности ракетоносителя, Вернер фон Браун предлагает использовать баллистическую ракету Redstone. Есть один нюанс, для орбитальных полетов нужно развить первую космическую скорость — 7,91 км/с. Военные баллистические ракеты проектировались по правилу «Бери больше — кидай дальше», скорость не имела большого значения. Для решения этой задачи была придумана схема из четырех ступеней.
Первая собственно баллистическая ракета, далее шли твердотопливные ракеты Sergeant (усовершенствованный прототип нашей «Катюши»). Вторая ступень 11 ракет Sergeant, собранных в кольцо, система стабилизации: вращение (spin stabilization). Третья ступень три ракеты и последняя одна ракета со встроенным спутником. На фотографии видно как конструкторы поднимают именно ракету Sergeant, в головной части полезный груз 4,5 кг, передатчик.
Тяги получилось с запасом, у твердотопливных ракет одна проблема отсутствие активного управления тягой. Тем не менее вопрос решился, США вступило в космическую гонку, с явным отставанием ракетостроении, но это уже другая история.