Hogyan működnek a műholdak? Érdekes tények a mesterséges földi műholdakról.

A mesterséges Föld -műhold egy űrhajó, amely geocentrikus pályán kering a Föld körül. Kezdetben a "műhold" szót a szovjet űrhajókra használták, de 1968-1969-ben. megvalósult egy nemzetközi, többnyelvű űrszótár létrehozásának ötlete, amelyben a részt vevő országok közös megegyezésével a "műhold" kifejezést kezdték alkalmazni a világ bármely országában indított mesterséges földi műholdakra.
A nemzetközi megállapodás értelmében az űrhajó akkor tekinthető műholdnak, ha legalább egy fordulatot teljesített a Föld körül. Annak érdekében, hogy a műholdat pályára állítsák, tájékoztatni kell azt az első kozmikus sebességgel egyenlő vagy annál nagyobb sebességről. A műholdrepülés magassága eltérő lehet, és több száz és több százezer kilométer között mozog.

A legalacsonyabb tengerszint feletti magasságot egy gyors lassulási folyamat határozza meg a felső légkörben. A műhold keringési ideje a tengerszint feletti magasságtól is függ
több órától több napig. Ezeket tudományos kutatásokban és alkalmazott problémák megoldásában használják. Katonai, meteorológiai, navigációs, kommunikációs műholdakra, stb. Vannak felosztva. Vannak rádióamatőr műholdak is.

Ha a műhold fedélzetén van rádióadó berendezés, akkor bármilyen mérőműszerek, a jelzéshez használt vakucsövek, akkor aktívnak minősül. A passzív mesterséges földi műholdakat számos tudományos feladat végrehajtására és a Föld felszínéről történő megfigyelési objektumként használják.

A műhold tömege közvetlenül függ az indító objektum földközeli űrben elvégzendő feladataitól, és több száz grammtól több száz tonnáig terjedhet.

A mesterséges műholdak a feladatoktól függően bizonyos orientációt mutatnak a térben. Például függőleges tájolást használnak olyan műholdaknál, amelyek fő feladata a Föld felszínén és légkörében lévő tárgyak megfigyelése.

A csillagászati ​​kutatásokhoz a műholdakat a vizsgált égitestek irányítják. Tájékozódás lehetséges egyes elemek műholdak, például antennák a földfelvevő állomásokhoz, és napelemek - a Nap felé.

A műholdas attitűdvezérlő rendszereket passzív (mágneses, aerodinamikai, gravitációs) és aktív (vezérlő testtel felszerelt rendszerekre) osztják.

Ez utóbbiakat elsősorban műszakilag kifinomult mesterséges műholdakon és űrhajókon használják.

A Sputnik-1 lett az első mesterséges Föld műhold a világon. 1957. október 4 -én indították útjára a baikonuri kozmodromból.

A Szovjetunió akkori vezető tudósai dolgoztak ezen űrhajó létrehozásán, köztük a gyakorlati kozmonautika alapítója S.P. Korolev, M.K.Tihonravov, M.V. Keldysh és még sokan mások. A műhold egy alumínium gömb volt, amelynek átmérője 58 cm és tömege 83,6 kg. A felső részen két antenna volt, amelyek mindegyike két rúdból és négy antennából állt. A műhold két tápegységgel ellátott rádióadóval volt felszerelve. Az adók hatótávolsága olyan volt, hogy a rádióamatőrök nyomon követhették a mozgását. 92 nap alatt 1440 fordulatot hajtott végre a Föld körül. A repülés során először vált lehetővé a felső légkör sűrűségének meghatározása a műhold pályájának megváltoztatásával, emellett megszerezték az első adatokat a rádiójelek ionoszférában történő terjedéséről. Már november 3 -án felbocsátották a Föld második, biológiai műholdját, amely a fedélzeten a továbbfejlesztett tudományos felszerelések mellett egy élőlényt is pályára bocsátott - a Laika kutyát. A műhold össztömege 508,3 kg volt. A műholdat hőszabályozó és regeneráló rendszerekkel látták el, hogy fenntartsák az állat életéhez szükséges feltételeket.

A Szovjetunió első felderítő célú mesterséges műholdja a Zenit-2 volt, amelyet 1962. április 26-án bocsátottak pályára. A felszereléskészlet tartalmazott egy kapszulát a fényképészeti anyagok ledobására, valamint különféle fényképészeti és rádiófelderítő berendezéseket.

Az Egyesült Államok lett a második világhatalom, amely felfedezte a világűrben azáltal, hogy 1958. február 1-jén (egyes források szerint 1958. január 31-én) felbocsátotta saját műholdját, az Explorer-1-et. A műhold indítását és fejlesztését szakembergárda végezte, a volt német mérnök, Werner von Braun, a "megtorló fegyver" - a "V -2" néven ismert rakéta - megalkotója. A műholdat egy Redstone ballisztikus rakéta segítségével bocsátották fel, amely etil -alkohol és hidrazin (N, H4) keverékét használta üzemanyagként. A műhold tömege 8,3 kg volt, ami 10-szer kevesebb, mint a szovjet műhold; ennek ellenére az Explorer-1-ben volt egy Geiger-számláló és egy légköri részecske-érzékelő.
Franciaország lett a harmadik űrhatalom, 1965. november 26-án indította útjára az Asterix-1 műholdat. Ausztrália volt a következő hatalom, amely megszerezte a jogot, hogy űrhatalomnak nevezzék, ez 1967. november 29-én történt, a műhold „VRESAT- 1 ”. 1970 -ben egyszerre két hatalom csatlakozott a mesterséges földi műholdak listájához - Japán (Osumi műhold) és Kína (Kína -1 műhold).

Űrhajó minden változatosságában - ugyanakkor az emberiség büszkesége és aggodalma. Megalkotásukat a tudomány és a technológia fejlődésének évszázados története előzte meg. Az űrkorszak, amely lehetővé tette az emberek számára, hogy kívülről nézzenek arra a világra, amelyben élnek, új fejlődési szakaszba emelt bennünket. A rakéta az űrben ma nem álom, hanem aggodalomra ad okot azoknak a magasan képzett szakembereknek, akiknek javításuk előtt állnak. meglévő technológiák... Milyen cikkeket különböztetnek meg és miben különböznek egymástól, a cikk tárgyalja.

Meghatározás

Az űrhajó általános név minden olyan eszköz számára, amelyet az űrben való működésre terveztek. Ezek osztályozására több lehetőség is van. A nagyon egyszerű eset megkülönböztetni az emberes és automatikus űrhajókat. Az előbbiek viszont űrhajókra és állomásokra vannak felosztva. Képességeikben és rendeltetésükben különböznek, szerkezetükben és felszerelésükben sok tekintetben hasonlóak.

Repülési jellemzők

Indítás után minden űrhajó három fő szakaszon megy keresztül: pályára állítás, maga a repülés és leszállás. Az első szakasz feltételezi, hogy a jármű kifejleszti az űrbe való belépéshez szükséges sebességet. Ahhoz, hogy pályára kerülhessen, értékének 7,9 km / s -nak kell lennie. A gravitáció teljes leküzdése feltételezi, hogy a második 11,2 km / s sebességgel fejlődik. Így mozog egy rakéta az űrben, ha célpontja az Univerzum űrének távoli részei.

Miután megszabadult a vonzalomtól, következik a második szakasz. Az orbitális repülés során az űreszközök mozgása tehetetlenségből következik be, a gyorsulás miatt. Végül a leszállási szakasz magában foglalja egy hajó, műhold vagy állomás sebességének közel nullára csökkentését.

"Töltő"

Minden űrhajó fel van szerelve olyan berendezésekkel, amelyek megfelelnek a megoldandó feladatoknak. A fő eltérés azonban az úgynevezett célberendezésekkel van összefüggésben, amelyek csak az adatok és különböző tudományos kutatás... Az űrhajó többi felszerelése hasonló. A következő rendszereket tartalmazza:

• áramellátás - leggyakrabban napelemes vagy radioizotóp elemek, vegyi akkumulátorok, nukleáris reaktorok látják el az űrhajókat a szükséges energiával;
• kommunikáció - rádióhullám -jel használatával, a Földtől jelentős távolságra, a pontos antenna -irányítás különösen fontos lesz;
• életfenntartás - a rendszer jellemző az emberes űreszközökre, ennek köszönhetően lehetővé válik, hogy az emberek a fedélzeten maradjanak;
• tájékozódás - mint minden más űrhajó, az űrhajók is felszereltek olyan berendezésekkel, amelyek folyamatosan meghatározzák saját helyzetüket az űrben;
• mozgás - az űrhajók motorjai lehetővé teszik a repülési sebesség és az irány megváltoztatását.

Osztályozás

Az űrhajók típusokra osztásának egyik fő kritériuma a működési mód, amely meghatározza képességeiket. Ennek alapján megkülönböztetik az eszközöket:

• geocentrikus pályán vagy a Föld mesterséges műholdjain találhatók;
• azok, akiknek célja az űr távoli területeinek tanulmányozása - automatikus bolygóközi állomások;
• az emberek vagy a szükséges rakomány bolygónk pályájára történő szállítására szolgálnak, űrhajóknak nevezik őket, lehetnek automatikusak vagy személyzetben;
• az emberek számára az űrben való hosszú távú tartózkodásra teremtve - ez;
• emberek és áruk szállításával foglalkoznak a pályáról a bolygó felszínére, leszármazásnak nevezik őket;
• képesek felderíteni a bolygót, amely közvetlenül a felszínén található, és körülötte mozogni, bolygójárók.

Nézzünk részletesebben néhány típusra.

AES (mesterséges földi műholdak)

Az első űrhajó, amelyet az űrbe bocsátottak, mesterséges földi műholdak voltak. A fizika és törvényei bárkit levezetnek hasonló készülék pályára állítani ijesztő feladat. Bármely készüléknek le kell győznie a bolygó gravitációját, majd nem eshet rá. Ehhez a műholdnak együtt kell mozognia vagy egy kicsit gyorsabban. Feltételes alsó határt rendelnek bolygónkhoz. lehetséges helyszín AES (300 km magasságban halad át). A közelebbi elhelyezés a jármű viszonylag gyors lassulásához vezet légköri körülmények között.

Kezdetben csak hordozórakéták tudtak pályára állítani mesterséges földi műholdakat. A fizika azonban nem áll meg, és ma új módszereket dolgoznak ki. Például az utóbbi időben az egyik leggyakrabban használt módszer egy másik műholdról történő indítás. A tervek szerint más lehetőségeket is felhasználnak.

A Föld körül keringő űrhajók pályái fekszenek különböző magasságú... Természetesen az egy körhöz szükséges idő is ettől függ. A műholdakat, amelyek keringési ideje napokkal egyenlő, az úgynevezett Ez a legértékesebb, mivel a rajta lévő eszközök mozdulatlannak tűnnek a földi megfigyelő számára, ami azt jelenti, hogy nincs szükség a forgó mechanizmusok létrehozására. az antennákat.

AMS (automatikus bolygóközi állomások)

Hatalmas mennyiségű információ a különböző tárgyakról Naprendszer a tudósok a geocentrikus pályán kívülre irányított űrhajók segítségével fogadják. Az AMC objektumok bolygók, aszteroidák, üstökösök, sőt megfigyelésre rendelkezésre álló galaxisok. Az ilyen eszközökhöz rendelt feladatok óriási tudást és erőfeszítést igényelnek a mérnököktől és kutatóktól. Az AMC küldetések a technológiai fejlődés megtestesítői, és egyben ösztönzői is.

Emberes űrhajó

Az emberek a kijelölt célponthoz való eljuttatására és visszajuttatására létrehozott eszközök technológiailag semmivel sem rosszabbak a leírt típusoknál. Ehhez a típushoz tartozik a Vosztok-1, amelyen Jurij Gagarin repült.

A legtöbb nehéz feladat az emberesek alkotói számára űrhajó- a személyzet biztonságának biztosítása a Földre való visszatérés során. Az ilyen eszközök fontos része továbbá a vészmentő rendszer, amely szükségessé válhat egy űreszköz űrbe indítása során hordozórakétával.

Az űrjárműveket, mint minden asztronautát, folyamatosan fejlesztik. A közelmúltban a médiában gyakran lehetett látni jelentéseket a Rosetta szonda és a Phila lander tevékenységéről. Ők testesítik meg az űrhajóépítés területén elért legújabb eredményeket, az eszköz mozgásának kiszámítását stb. A Philae -szonda üstökösre való leszállását Gagarin repüléséhez hasonló eseménynek tekintik. A legérdekesebb az, hogy ez nem az emberiség lehetőségeinek koronája. Továbbra is várjuk az új felfedezéseket és eredményeket mind az űrkutatás, mind az építés területén.

Önkormányzati oktatási intézmény

Satinskaya középiskola

absztrakt

Mesterséges

Műholdak

A Földről származó

A munkát a Satinsky középiskola végezte

Sampur régió

Ilyasova Ekaterina

Mesterséges műholdak.

A világegyetem az egész végtelen és örök világ körülöttünk. Gyakran a "világegyetem" szó helyett az "űr" megfelelő szót használják. Igaz, néha a Föld légkörével együtt ki van zárva az "űr" fogalmából.

Amikor kicsi voltam, gyakran csodáltam a csillagos eget. Nekem úgy tűnt, hogy ezek az égő lámpák mögött rejtőzik az egész világ lakóival és törvényeivel. De az iskolában megtanultam, hogy az űrről alkotott elképzeléseim nem felelnek meg a valóságnak, és hamarosan gyorsan eloszlottak az álmok arról, hogy találkozzak a világ lakóival.

Ez a világ azonban nem kevésbé érdekesnek és titokzatosnak bizonyult, mint elképzeltem. Most már tudom, hogy az égen nézett csillagok egy része fényes test. különböző méretekés űrlapok, amelyeken kívül antennák és belül rádióadók - mesterséges földi műholdak - űrhajók földközeli pályákra indultak, és tudományos és alkalmazott problémák megoldására tervezték.
Az emberiség mindig is a csillagokra törekedett, mágnesként vonzódtak magukhoz, és semmi sem tarthatta meg az embert a Földön. A tévében egy focimeccs közvetítését nézve gyakran felmerül bennem a kérdés: hogyan sikerül az embernek közvetíteni a szárazföldünkön kívül zajló eseményeket. Háború van Jugoszláviában. A NATO -csapatok képesek nagy távolságban célpontokat eltalálni. Hogyan csinálják? Milyen technikát használnak? Amikor sci -fi -t nézek, azon gondolkozom, vajon képes lesz -e valaki fantáziáit megvalósítani: nagy sebességgel repülni manőverezhető űrtárgyakon, találkozni földönkívüli civilizációk... Jövőmre gondolva szeretném, ha államunk ne állítaná meg az űrtevékenységek fejlesztésének irányát, hogy hazánk ne adja fel vezető pozícióját az űrtudományi kutatás területén. Végül is mi voltunk az első, aki mesterséges Föld műholdat indított, az első, aki hazánk polgára volt, aki az űrbe repült, egyedül mi tudtuk megállapítani űrállomás alacsony földi pályán.
Munkám célját tűztem ki - megismerkedni az űrtárgyak repülésének fizikai alapjaival. Csak ezután lehet megtalálni a választ az általam feltett kérdésekre. Az esszémből megtudhatja a mesterséges földi műholdak mozgását, felszerelését, rendeltetését, besorolását, történetét stb.

AES berendezés.

Az AES -eket lépcsőzetes hordozórakéták segítségével bocsátják pályákra, amelyek a Föld felszíne felett egy bizonyos magasságba emelik, és az első kozmikus sebességgel egyenlő vagy azt meghaladó (de legfeljebb 1,4 -szeres) sebességre gyorsulnak. Az AES -t saját hordozórakétáik segítségével Oroszország, az USA, Franciaország, Japán, Kína és Nagy -Britannia állítja elő. A nemzetközi együttműködés keretében számos műholdat bocsátanak pályára. Ilyenek például az "Interkoszmosz" műholdak.

A mesterséges műholdak lényegében mindazok az űrhajók, amelyeket a Föld körüli pályákra indítottak, beleértve az űrhajókat és a pályakezelő állomásokat a legénységgel. Mindazonáltal szokás a műholdakat elsősorban automatikus műholdaknak nevezni, amelyeket nem ember-űrhajós akar működtetni. Ez annak köszönhető, hogy az emberes űreszközök jelentősen különböznek egymástól tervezési jellemzők automatikus műholdakról. Tehát az űrhajóknak életfenntartó rendszerekkel, speciális rekeszekkel - leszálló járművekkel - kell rendelkezniük, amelyekben az űrhajósok visszatérnek a Földre. Az automatikus műholdak esetében ez a fajta berendezés nem szükséges, sőt szükségtelen.

A műhold méretei, súlya, felszereltsége a műholdak által megoldott feladatoktól függ. A világ első szovjet AES tömege 83,6 kg volt, teste gömb alakú, átmérője 0,58 m. A legkisebb AES tömege 700 g.

Az AES karosszéria méreteit korlátozzák a hordozórakéta orrnyeregének méretei, amelyek megvédik a műholdat a légkör káros hatásaitól az AES pályára állításának helyén. Ezért a műhold hengeres testének átmérője nem haladja meg a 3 - 4 m -t. A pályán a műhold méretei jelentősen megnövekedhetnek a telepíthető műholdas elemek - napelemek, rudak műszerekkel, antennák - miatt.

Az AES berendezések nagyon változatosak. Ez egyrészt az a berendezés, amellyel biztosítható a műholdra ruházott feladatok - kutatás, navigáció, meteorológiai stb. - teljesítése, másrészt az ún. a szükséges feltételeket a fő berendezések működéséhez és a műhold és a Föld közötti kommunikációhoz. A szervizberendezések közé tartoznak az áramellátó rendszerek, a hőszabályozó rendszer a berendezés szükséges hőmérsékleti üzemmódjának létrehozásához és fenntartásához, stb. szolgáltatási rendszerek kötelező a műholdak túlnyomó többsége számára. Ezenkívül a műhold rendszerint fel van szerelve az űrben lévő attitűdvezérlő rendszerrel, amelynek típusa a műhold céljától függ. égitestek, a Föld mágneses tere szerint stb.), és a fedélzeti elektronikus számítástechnikai gép a műszerek és szervizrendszerek működésének ellenőrzésére.

A legtöbb műhold fedélzeti berendezésének áramellátását napelemekből végzik, amelyek panelei a napsugarak irányára merőlegesen vannak elhelyezve, vagy úgy vannak elhelyezve, hogy néhányukat a nap bármelyik helyzetében megvilágítja. műhold (az úgynevezett körirányú napelemek). Napelemek biztosítani a fedélzeti berendezések hosszú távú működését (akár több évig). A korlátozott ideig (legfeljebb 2-3 hétig) tervezett műholdak elektrokémiai áramforrásokat - akkumulátorokat, üzemanyagcellákat - használnak.

A tudományos és egyéb információk átvitele a műholdról a Földre rádiótelemetriai rendszerek segítségével történik (gyakran fedélzeti tárolóeszközökkel, amelyek az információ rögzítésére szolgálnak a műhold repülési időszakain kívül, a földi pontok rádiós láthatósági zónáin kívül).

Három kozmikus sebesség.

A mesterséges földi műhold felbocsátása után először gyakran lehetett hallani a kérdést: "Miért a műhold, miután leállította a motorokat, továbbra is forog a Föld körül, anélkül, hogy a Földre esne?" Ez így van? A valóságban a műhold "leesik" - a gravitáció vonzza a Földhöz. Ha nem lenne vonzás, akkor a műhold tehetetlenséggel elrepülne a Földről a megszerzett sebesség irányába. Egy földi megfigyelő az ilyen műhold mozgását felfelé irányuló mozgásként érzékelné. Amint a fizika tanfolyamból ismert, az R sugarú körben való mozgáshoz a testnek centripetális gyorsulással kell rendelkeznie a = V2 / R, ahol a a gyorsulás, V a sebesség. Mivel ebben az esetben a centripetális gyorsulás szerepét a gravitáció gyorsulása játssza, felírhatjuk: g = V2 / R. Innen könnyen meghatározható a Vcr sebesség, amely a körmozgáshoz szükséges a Föld középpontjától R távolságra: Vcr2 = gR. A hozzávetőleges számítások során feltételezzük, hogy a gravitáció gyorsulása állandó és 9,81 m / s2. Ez a képlet általánosabb esetben is érvényes, csak a gravitáció gyorsulását kell figyelembe venni változó... Így megtaláltuk a körmozgás sebességét. Mekkora a kezdeti sebesség, amelyet el kell juttatni a testhez ahhoz, hogy körben mozogjon a Föld körül? Már tudjuk, hogy minél nagyobb a sebesség a test felé, annál nagyobb távolságot fog elrepülni. A repülési útvonalak ellipszisek lesznek (figyelmen kívül hagyjuk a Föld légkörének ellenállásának hatását, és figyelembe vesszük egy test repülését az ürességben). Bizonyos kellően nagy sebességgel a testnek nem lesz ideje a Földre esni, és miután megtörtént teljes fordulat a Föld körül, visszatér a kiindulási ponthoz, hogy újra körben mozogjon. A Föld felszíne közelében lévő körpályán mozgó műhold sebességét körkörösnek vagy első kozmikus sebességnek nevezzük, és azt a sebességet kell megadni a testnek, hogy a Föld műholdjává váljon. Az első kozmikus sebességet a Föld felszíne közelében a körmozgás sebességének fenti képletével lehet kiszámítani, ha R helyett a Föld sugarának értékét (6400 km) helyettesíti, és g helyett a test gravitációs gyorsulását , 9,81 m / s. Ennek eredményeként azt találjuk, hogy az első kozmikus sebesség Vcr = 7,9 km / sec.

Most ismerkedjünk meg a második kozmikus vagy parabolikus sebességgel, amelyet a testnek a gravitáció leküzdéséhez szükséges sebességként kell érteni. Ha a test eléri a második kozmikus sebességet, akkor tetszőlegesen nagy távolságra el tud távolodni a Földtől (feltételezzük, hogy a gravitációs erőn kívül más erő nem hat a testre).

A második kozmikus sebesség értékének legegyszerűbb módja az energiamegmaradás törvényének alkalmazása. Teljesen nyilvánvaló, hogy a motorok leállítása után a rakéta mozgási és potenciális energiájának összege állandónak kell maradnia. Hagyja, hogy a motor leállításának pillanatában a rakéta a Föld középpontjától R távolságra volt, és V kezdeti sebességgel rendelkezett (az egyszerűség kedvéért figyelembe vesszük a rakéta függőleges repülését). Aztán ahogy a rakéta eltávolodik a Földtől, sebessége csökkenni fog. Bizonyos rmax távolságban a rakéta megáll, mivel sebessége nullára fordul, és szabadon esni kezd a Földre. Ha a kezdeti pillanatban a rakéta rendelkezett a legnagyobb mV2 / 2 mozgási energiával, és a potenciális energia nulla volt, akkor a legmagasabb ponton, ahol a sebesség nulla, a mozgási energia eltűnik, és teljes mértékben potenciális energiává alakul. Az energiamegmaradás törvénye szerint a következőket találjuk:

mV2 / 2 = fmM (1 / R-1 / rmax) vagy V2 = 2 fM (1 / R-1 / rmax).

Már rég megszoktuk, hogy az űrkutatás korában élünk. Azonban, ha ma a hatalmas, újrafelhasználható rakétákat és az űrpályák állomásait nézzük, sokan nem veszik észre, hogy az űrhajó első felbocsátására nem is olyan régen - mindössze 60 évvel ezelőtt - került sor.

Ki indította el az első mesterséges Föld műholdat? - A Szovjetunió. Ennek a kérdésnek van nagyon fontos, mivel ez az esemény szülte az úgynevezett űrversenyt két nagyhatalom: az USA és a Szovjetunió között.

Hogy hívták a Föld első mesterséges műholdját? - mivel ilyen eszközök korábban nem léteztek, a szovjet tudósok úgy vélték, hogy a "Sputnik-1" név nagyon alkalmas erre az eszközre. Az eszköz kódjelzése PS-1, ami a "Simplest Sputnik-1".

Külsőleg a műhold meglehetősen bonyolult megjelenésű volt, és 58 cm átmérőjű alumíniumgömb volt, amelyhez két ívelt antennát rögzítettek keresztben, lehetővé téve a készülék egyenletes és minden irányú sugárzását. A gömb belsejében, két félgömbből, 36 csavarral rögzítve, 50 kilogrammos ezüst-cink elemek, rádióadó, ventilátor, termosztát, nyomás- és hőmérséklet-érzékelők voltak. A készülék össztömege 83,6 kg volt. Figyelemre méltó, hogy a 20 MHz és 40 MHz közötti tartományban sugárzott rádióadó, vagyis közönséges rádióamatőrök is követhették.

A teremtés története

Az első űr műholdak és általában az űrrepülések története az első ballisztikus rakétával kezdődik-V-2 (Vergeltungswaffe-2). A rakétát a híres német tervező, Werner von Braun fejlesztette ki a második világháború végén. Az első tesztindításra 1942 -ben, a harcira 1944 -ben került sor; összesen 3225 kilövést hajtottak végre, főként az Egyesült Királyságban. A háború után Wernher von Braun megadta magát az amerikai hadseregnek, amellyel kapcsolatban az Egyesült Államokban a Fegyverek Tervezési és Fejlesztési Szolgálatát vezette. Még 1946 -ban egy német tudós bemutatta az amerikai védelmi minisztériumnak a "Föld körül keringő kísérleti űrhajó előzetes tervezése" című jelentést, amelyben megjegyezte, hogy egy ilyen hajó pályára állítására alkalmas rakéta öt éven belül kifejleszthető. A projekt finanszírozását azonban nem hagyták jóvá.

1946. május 13 -án József Sztálin rendeletet fogadott el a Szovjetunió rakétaiparának létrehozásáról. Szergej Koroljevet nevezték ki a ballisztikus rakéták fő tervezőjének. A következő 10 évben a tudósok interkontinentális ballisztikus rakétákat fejlesztettek ki R-1, P2, R-3 stb.

1948-ban Mihail Tihonravov rakétatervező jelentést készített a tudományos közösség számára a kompozit rakétákról és a számítások eredményeiről, miszerint a fejlesztés alatt álló 1000 kilométeres rakéták nagy távolságokat is elérhetnek, és akár mesterséges Föld műholdat is pályára állíthatnak. Az ilyen kijelentést azonban kritizálták, és nem vették komolyan. Tihonravov NII-4-es osztályát irreleváns munka miatt feloszlatták, de később, Mihail Klavdievich erőfeszítéseinek köszönhetően, 1950-ben újra összeállították. Akkor Mihail Tihonravov már közvetlenül beszélt a műhold pályára állításának küldetéséről.

Műholdas modell

Az R-3 ballisztikus rakéta megalkotása után a bemutatón bemutatták annak képességeit, miszerint a rakéta nemcsak a 3000 km-es távolságban lévő célpontok eltalálására, hanem egy műhold pályára állítására is képes volt. Így 1953 -ra a tudósoknak még mindig sikerült meggyőzniük a felső vezetést, hogy lehetséges a pályára lépő műhold felbocsátása. A fegyveres erők vezetői pedig megértették a mesterséges földi műhold (AES) kifejlesztésének és elindításának kilátásait. Emiatt 1954-ben határozatot fogadtak el arról, hogy az NII-4-nél külön csoportot hoznak létre Mihail Klavdievichszel, amely műholdas tervezéssel és küldetéstervezéssel foglalkozik. Ugyanebben az évben Tikhonravov csoportja bemutatta az űrkutatás programját, a mesterséges műhold felbocsátásától a Holdra szállásig.

1955-ben az NS Hruscsov vezette Politikai Hivatal küldöttsége meglátogatta a leningrádi Fémgyárat, ahol befejeződött egy kétlépcsős R-7 rakéta építése. A delegáció benyomása eredményeként aláírták a rendeletet a műhold létrehozásáról és a Föld körüli pályára bocsátásáról a következő két évben. A műhold tervezése 1956 novemberében kezdődött, és 1957 szeptemberében a "legegyszerűbb Sputnik-1" -et sikeresen tesztelték vibrációs állványon és hőkamrában.

Egyértelműen felmerül a kérdés, hogy "ki találta fel a Szputnyik-1-et?" - lehetetlen válaszolni. A Föld első műholdjának kifejlesztése Mihail Tihonravov vezetésével történt, a hordozórakéta létrehozása és a műhold pályára állítása - Szergej Korolev vezetésével. Mindazonáltal jelentős számú tudós és kutató dolgozott mindkét projekten.

Indítási előzmények

1955 februárjában a felső vezetés jóváhagyta az 5. számú kutatási kísérleti terület (később Baikonur) létrehozását, amelynek a kazahsztáni sivatagban kellett volna elhelyezkednie. Az első R-7 típusú ballisztikus rakéták tesztjeit a teszthelyen végezték el, de öt tesztindítás eredményei alapján világossá vált, hogy a ballisztikus rakéta hatalmas robbanófeje nem képes ellenállni a hőmérsékleti terhelésnek és javulás, ami körülbelül hat hónapot vesz igénybe. Emiatt S. P. Korolev két rakétát kért NS Hruscsovtól a PS-1 kísérleti indításához. 1957. szeptember végén az R-7 rakéta könnyű fejrésszel és a műhold alatt történő átmenettel érkezett Baikonurba. A felesleges felszerelést eltávolították, aminek következtében a rakéta tömege 7 tonnával csökkent.

Október 2 -án S.P. Korolev aláírta a műhold repülési tesztjeiről szóló utasítást, és készenléti értesítést küldött Moszkvának. És bár Moszkvából nem érkezett válasz, Szergej Koroljov úgy döntött, hogy visszavonja a Szputnyik (R-7) hordozórakétát a PS-1-ből az indítópozícióba.

A vezetés ezért követelte a műhold pályára állítását ebben az időszakban, mert az úgynevezett Nemzetközi Geofizikai Évet 1957. július 1-jétől 1958. december 31-ig tartották. Szerinte a megadott időszakban 67 ország közösen és egyetlen program keretében végzett geofizikai kutatásokat és megfigyeléseket.

Az első mesterséges műhold kilövésének időpontja 1957. október 4. Ezen kívül ugyanazon a napon került sor a VIII. Nemzetközi Űrhajós Kongresszus megnyitására Spanyolországban, Barcelonában. Vezetők űrprogram A Szovjetuniót az elvégzett munka titkossága miatt nem hozták nyilvánosságra; Leonid Ivanovics Sedov akadémikus jelentette a kongresszusnak a műhold szenzációs felbocsátását. Ezért a világközösség régóta Sedov szovjet fizikust és matematikust tartja „Szputnyik atyjának”.

Repülési előzmények

A moszkvai idő szerint 22:28:34 órakor egy műholdat tartalmazó rakétát indítottak el a NIIP 5. számú első helyéről (Baikonur). 295 másodperc múlva a rakéta és a műhold központi blokkját a Föld elliptikus pályájára bocsátották (apogee - 947 km, perigee - 288 km). További 20 másodperc múlva a PS-1 elvált a rakétától és jelet adott. Ezek ismétlődő hangjelzések voltak! Beep! ”, Amelyet 2 percig fogtak a lőtéren, amíg a„ Sputnik-1 ”eltűnt a látóhatár felett. A Föld körüli űrhajó első pályáján a Szovjetunió Távirati Ügynöksége (TASS) üzenetet sugárzott a világ első műholdjának sikeres felbocsátásáról.

A PS-1 jeleinek fogadása után részletes adatok kezdtek érkezni a járműről, amely, mint később kiderült, közel volt ahhoz, hogy ne érje el az első térsebességet, és ne menjen pályára. Ennek oka az üzemanyag -ellátó rendszer váratlan meghibásodása volt, ami miatt az egyik motor késett. A kudarctól elválasztott másodperc töredékei.

A PS-1 ennek ellenére sikeresen elérte az elliptikus pályát, amely mentén 92 napig mozgott, miközben 1440 fordulatot hajtott végre a bolygó körül. A készülék rádióadói az első két hétben működtek. Mi okozta a Föld első műholdjának halálát? - A légköri súrlódásokkal szembeni sebességvesztés következtében a Szputnyik-1 hanyatlásnak indult, és teljesen felégett a légkör sűrű rétegeiben. Figyelemre méltó, hogy sokan megfigyelhettek egy bizonyos fényes tárgyat, amely abban az időben mozog az égen. De speciális optika nélkül nem lehetett látni a műhold fényes testét, és valójában ez az objektum volt a rakéta második lépcsője, amely szintén pályán forgott, a műholddal együtt.

Repülési érték

A Szovjetunióban a mesterséges Föld -műhold első felbocsátása példátlan mértékben növelte büszkeségét országuk iránt, és erős csapást mért az Egyesült Államok tekintélyére. Részlet a United Press kiadványból: „A mesterséges földi műholdakról szóló beszédek 90 százaléka az Egyesült Államokban szólt. Mint kiderült, az ügy 100 százaléka Oroszországra esett ... ”. És a Szovjetunió technikai elmaradottságával kapcsolatos téves elképzelések ellenére a szovjet apparátus lett a Föld első műholdja, ráadásul jelét bármely rádióamatőr megfigyelhette. A Föld első műholdjának repülése az űrkorszak kezdetét jelentette, és elindította az űrversenyt A Szovjet Únióés az USA.

Alig 4 hónappal később, 1958. február 1-jén az Egyesült Államok felbocsátotta Explorer-1 műholdját, amelyet Wernher von Braun tudóscsapat állított össze. És bár többször volt könnyebb, mint a PS-1, és 4,5 kg tudományos berendezést tartalmazott, ez még mindig a második volt, és már nem befolyásolta annyira a nyilvánosságot.

A PS-1 repülés tudományos eredményei

Ennek a PS-1-nek a bevezetése több célt követett:

• Az eszköz műszaki képességének tesztelése, valamint a műhold sikeres elindításához szükséges számítások ellenőrzése;
• Az ionoszféra tanulmányozása. Az űrhajó elindítása előtt a Földről küldött rádióhullámok visszaverődtek az ionoszférából, ami lehetetlenné tette annak tanulmányozását. Most a tudósok megkezdhették az ionoszféra feltárását a műhold által az űrből kibocsátott és a légkörön keresztül a Föld felszínére utazó rádióhullámok kölcsönhatása révén.
• Sűrűségszámítás felső rétegek a légkört a jármű légkörrel szembeni súrlódás miatti lassulási sebességének megfigyelésével;
• A világűrnek a berendezésekre gyakorolt ​​hatásának vizsgálata, valamint a berendezések űrben való működésének kedvező feltételeinek meghatározása.

Hallgassa meg az első műhold hangját

És bár nem volt tudományos felszerelés a műholdon, a rádiójelek követése és jellegének elemzése sok hasznos eredményt adott. Tehát egy svéd tudóscsoport méréseket végzett az ionoszféra elektronikus összetételében, a Faraday -effektusra támaszkodva, amely szerint a fény polarizációja megváltozik, amikor áthalad a mágneses mezőn. Ezenkívül a Moszkvai Állami Egyetem szovjet tudósainak egy csoportja kifejlesztett egy módszert egy műhold megfigyelésére annak koordinátáinak pontos meghatározásával. Ennek az elliptikus pályának és viselkedésének megfigyelése lehetővé tette a légkör sűrűségének meghatározását a keringési magasságok régiójában. A légkör váratlanul megnövekedett sűrűsége ezeken a területeken arra késztette a tudósokat, hogy alkossanak elméletet a műhold lassulásáról, ami hozzájárult az űrhajózás fejlődéséhez.

Videó az első műholdról.

Egy kora gyermekkori ember, amikor ránéz csillagos égboltés a Hold, felteszi a kérdést, hogyan van elrendezve a kozmosz, a csillagok, a bolygók, a galaxis és az univerzum. Minden ismeretlen és érthetetlen vonz bennünket. A szovjet tudósoknak sikerült felragasztaniuk a fátylat az űr misztériumába a ragyogó tervezőmérnök, Szergej Pavlovics Korolev vezetésével, akinek vezetésével felbocsátották az első mesterséges Föld műholdat (rövidítve AES).

Első indítás

A Szovjetunió volt az, amely 1957. október 4-én elsőként indította el a világűrbe a legegyszerűbb földi műholdat vagy PS-1-et az R-7 hordozórakétán, a baikonuri kozmodromból. A műhold alkotóinak kreatív csapatát Szergej Korolev vezette.

Szergej Korolev és Jurij Gagarin

Az első mesterséges földi műhold technikai jellemzői meglehetősen primitívek a korunkban felbocsátott műholdakhoz képest.

A PS-1 körülbelül 58 cm átmérőjű gömb volt, amelyhez négy 2,4 és 2,9 méter hosszú antennát rögzítettek, ezekre szükség volt a rádió vételéhez. A PS-1 súlya 83,6 kg volt. A műhold belsejében nyomás- és hőmérséklet -érzékelők, ventilátorok voltak, relék által bekapcsolva, amelyek működésbe léptek, ha a hőmérséklet + 30C fölé emelkedett, egy kapcsolóeszköz, amely jelet továbbított a műholdról a Földre.

A PS-1 295 másodperccel az indítás után vált el a hordozórakétától, és már 315 másodperccel az indítás után elküldte az első rádiójelet a földre, amelyet bármely rádióamatőr fogadni tudott, ezek körülbelül 2 percig ismétlődő jelek voltak: "Beep, Beep" . Ezek a jelek az egész világot megdöbbentették, elkezdődött az űrhajósok korszaka és a Szovjetunió és az USA közötti fegyverkezési verseny.

A PS-1 92 napig a Föld elliptikus pályáján maradt, és 1440 fordulatot tett meg a bolygó körül, 20 napig továbbította a rádiójelet. Ezt követően a PS-1 forgási sebessége csökkenni kezdett, és 1957. január 4-én a nagy súrlódás miatt kiégett a légkör sűrű rétegeiben.

Űrtechnológia

Napjainkban a Föld mintegy 13 ezer mesterséges műholdja szörfözik a világegyetem tájain, legtöbbjük az Egyesült Államokhoz, Oroszországhoz és Kínához tartozik. A műholdak indításának technológiája a lehető legnagyobb sebesség biztosítása az indításkor. Miután a Föld elliptikus pályájára került, a műhold a megszerzett sebesség miatt képes lesz hosszú ideig forgatni és jeleket továbbítani, anélkül, hogy bekapcsolná a motorokat.

For modern világ a mesterséges műholdak világunk szerves részét képezik, kommunikációs műholdak, navigációs műholdak, meteorológiai műholdak, felderítő műholdak, bioszatellitek és sok más mesterséges műhold segít a mindennapi életben.

Megjósoljuk az időjárást, új útvonalakat tervezünk, mobil kommunikációt, műholdas TV -t, vezeték nélküli internetet használunk, térképeket készítünk és regisztrálunk föld műholddal kapcsolatban, és mindezt a mesterséges földi műholdaknak köszönhetően.

Űrkutatás

Sok érdekes tény szól a Föld mesterséges műholdjairól, de a pilóta nélküli űrjárművek más bolygókat is felfedeznek. Tehát azon műholdak mellett, amelyek megkönnyítik számunkra a miénket mindennapi élet, az emberiség nem áll meg és jelenleg a Hold, a Mars, a Nap, a Vénusz mesterséges műholdjai léteznek.

A Hold mesterséges műholdja, amelyet először a Szovjetunió tudósai bocsátottak fel, ez a műhold a Hold felszínéről készített fényképeket továbbított, amelyek segítségével a tudósok meg voltak győződve sajátos alakjáról, megtanulták szerkezetét és a gravitáció jellemzőit.
A Mars mesterséges műholdja: három műhold, két szovjet és egy amerikai, egyszerre kezdte tanulmányozni ezt a bolygót.

Ezeknek a műholdaknak különböző feladataik voltak, egyesek a bolygó felszínét fényképezték, mások a bolygó hőmérsékletét, domborzatát, áramvonalasodását, a víz jelenlétét tanulmányozták, de meg kell jegyezni, hogy az első mesterséges műhold, amely sima landolás a bolygó felszínén volt a Mars-3 szovjet műhold.

A Nap első mesterséges műholdja akkor jelent meg, amikor egyáltalán nem akarták ott felbocsátani. A NASA műholdja, amelynek a Hold felszínét kellett volna felfedeznie, átrepült a Hold pályája felett, és megállt a Nap pályáján. Oroszországnak saját mesterséges műholdja is van a Napról, amely a sóaktivitást tanulmányozza, és geomágneses fellángolásokat és rezgéseket továbbít.

A Phobos, a Mars műholdjának feltárása

A Vénusz mesterséges műholdjai. A Szovjetunióban ő volt az első, aki 1975-ben mesterséges műholdakat küldött, amelyek segítségével kiváló minőségű képeket kaptak e bolygó felszínéről.

1957. október 4 - emlékezetes dátum az egész emberiség számára ezen a napon Orosz Föderációünnepeljék az Orosz Föderáció űrierőinek napját, és világszerte az első földi műhold felbocsátásának ünnepét.