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人类的第一个人造卫星,附它的7个有趣事实(1957年)

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

你想知道人类宇航伊始时代的故事吗,来看看关于人类第一颗卫星斯普特尼克一号的七个有趣事实吧

介绍

斯普特尼克一号的艺术

第一颗人造卫星于1957年10月4日升空。              

苏联的斯普特尼克一号卫星的发射开启了冷战时期的太空竞赛以及人类的太空时代,前   者在1969年7月阿波罗11号宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林登上月球表面时达到白热化。

             

斯普特尼克一号(/ˈspʊtnɪk /或/ˈspʌtnɪk /;“Satellite-1”或“PS-1”,ПростейшийСпутник1或Prosteyshiy 斯普特尼克 1,“Elementary Satellite 1”)是第一颗人造地球卫星。1957年10月4日,苏联将它送入椭圆形近地轨道,在电池耗尽之前,它在轨道上运行了三周,然后又静默了两个多月,最后又回到了大气层。它是一个直径58厘米(23英寸)的抛光金属球体,有四个外部无线电天线来发射无线电脉冲。它的无线电信号很容易被业余无线电爱好者探测到,它在轨飞行期间的65°倾角使得它的飞行路径几乎覆盖了整个有人居住的地球。这颗卫星出人意料并成功引发了美国的人造卫星危机,从而引发了太空竞赛,这是冷战的一部分。这次发射是政治、军事、技术和科学发展新时代的开始。斯普特尼克这个名字在俄语中是配偶或旅行伙伴的意思,在天文学背景下是卫星的意思

从地球上追踪和研究斯普特尼克一号为科学家们提供了宝贵的信息。上层大气的密度可以从其在轨道上受到的阻力推断出来,而其无线电信号的传播则提供了电离层的数据。              

“斯普特尼克一号”是在国际地球物理年期间从哈萨克斯坦SSR的第5秋拉塔姆区第1/5号地点发射的(现在称为拜科努尔航天发射场)。该卫星的飞行时速约为每小时2.9万公里(每小时1.8万英里,约为8100米/秒),每绕地球一圈需要96.2分钟。它在20.005至40.002兆赫兹之间发射无线电波信号,可被世界各地的无线电操作员监测(包括业余无线电用户)。信号持续了21天,直到1957年10月26日发射机电池耗尽。斯普特尼克一号在1958年1月4日重返地球并在大气层中烧毁。它在轨的三个月时间里,共围绕地球转了1400多圈,路程大约7000万公里。

1954年12月17日,苏联首席火箭科学家谢尔盖·科罗廖夫向国防工业部长迪米特里·乌斯季诺夫提出了一项研制人造卫星的计划。科罗廖夫转发了一份Mikhail Tikhonravov的报告,概述了国外类似的项目。Tikhonravov强调,轨道卫星的发射是发展火箭技术的一个不可避免的阶段

             

(苏联简易木板,描绘了斯普特尼克 1绕

地球,地球绕太阳,太阳系绕银河系中心)

1955年7月29日,美国总统德怀特·艾森豪威尔通过他的新闻秘书宣布,在国际地球物理年期间,美国将发射一颗人造卫星。四天后,苏联著名物理学家列昂尼德·I·塞多夫宣布他们也将发射一颗人造卫星。8月8日,苏联共产党政治局批准了制造人造卫星的提议。8月30日,R-7火箭测试发射国家委员会主席瓦西里·里亚比科夫举行了一次会议,科罗廖夫在会上介绍了飞往月球的太空飞行轨迹的计算数据。他们决定研制R-7三级火箭,用于发射卫星

             

这把金属钥匙是斯普特尼克 1卫星的最后一部分。它防止了发射前电池和发射器之间的接触。目前正在史密森国家航空航天博物馆展出

1956年1月30日,部长理事会核准了关于人造地球轨道卫星的实际工作。这颗卫星,命名为“D物体”,计划在1957年完成;它的质量将达到1000到1400公斤(2200到3100磅),将携带200到300公斤(440到660磅)的科学仪器。“D物体”的第一次试射定于1957年。卫星相关的工作将在各机构间进行如下分配

  • 苏联科学院负责一般的科学领导和研究仪器的供应

  • 国防工业部及其主设计局OKB-1被分配建造卫星的任务

  • 无线电技术工业部将发展控制系统、无线电/技术仪器和遥测系统

  • 造船工业部将开发陀螺仪装置

  • 机器建设部将开发地面发射、加油和运输手段

  • 国防部负责进行发射

1956年7月完成了初步设计工作,确定了卫星要执行的科学任务。这些测量包括大气密度及其离子组成、太阳风、磁场和宇宙射线。这些数据对未来制造人造卫星很有价值;一套地面站系统将用于收集卫星传送的数据,观察卫星的轨道,并向卫星传送指令。由于时间范围有限,观测计划只有7至10天,所以轨道计算预计不会非常精确              

“嘟嘟……哔哔的声音……到鲍勃的“宇宙飞船

广告恶搞1958年加州理工学院年鉴上的人造

卫星”。

到1956年底,很明显,雄心勃勃的设计的复杂性意味着“D物体 ”无法及时出世,因为制造科学仪器的困难和已完成的R-7发动机预期之外的低比冲(304秒而不是计划的309到310秒)。因此,政府将发射时间调整到1958年4月。对象D稍后会以斯普特尼克三号的形式发射

苏联的40戈比邮票,显示了卫星的轨道

             由于担心美国会先于苏联发射卫星,OKB-1建议在1957年4月至5月,即IGY于1957年7月开始之前,创建并发射一颗卫星。新卫星将变得更简单、更轻(100公斤或220磅)、易于建造,放弃复杂、笨重的科学设备,而采用简单的无线电发射机。1957年2月15日苏联部长会议批准了这个简单的卫星,指定对象PS。这种型号的卫星可以被地球上的观察者可视化地跟踪,并且可以向地面接收站传输跟踪信号。两颗卫星,PS-1和PS-2,连同两枚R-7火箭(8K71)的发射被批准,前提是R-7完成至少两次成功的试飞

这里有一些你可能不知道的关于斯普特尼克一号和它简短但改变世界的任务的有趣事实。

斯普特尼克一号只有沙滩球那么大

斯普特尼克一号人造卫星重184磅。(83公斤)和23英寸(58厘米)宽。(此数据是指卫星的本体;斯普特尼克一号还有两个双管天线,较大的那个长12.8英尺(3.9米)。

所以,与今天的航天器相比,这颗卫星是相当小的,比如美国宇航局的卡西尼土星轨道飞行器,它大约有一辆校车那么大。但是在1957年10月,发射像斯普特尼克一号这样重的物体是一项壮举。两个月后,美国试图发射第一颗3.5磅(1.6kg)的卫星先锋测试车3 (TV3) -失败。

苏联的目标更大

斯普特尼克1号苏联太空官员曾希望该国的第一颗卫星比沙滩球大得多。最初的计划是放样将近3000磅。装有各种科学仪器的(1,400公斤)卫星。

但是,这颗代号为“D物体”的卫星的开发进展比预期的要慢,苏联官员越来越担心,美国可能会在太空领域击败他们。因此,他们决定在发射“D物体”之前先发射一颗“最简单的卫星”,或者俄语中的“斯普特尼克”。的确,斯普特尼克一号也被称为PS-1, Anatoly Zak在RussianSpaceWeb上指出。(顺便说一下,“斯普特尼克”的俄语直译是“旅行伴侣”。)

斯普特尼克一号没有携带任何科学仪器。然而,通过研究卫星发出的哔哔哔的无线电信号,研究人员确实了解了一些关于地球大气层的事情。

人造卫星1号发射几乎失败

1957年12月6日,美国的TV3卫星发射失败,斯普特尼克一号差点遭遇同样的命运。

斯普特尼克一号是由R-7火箭发射升空的,该火箭由4个一级助推器(B、V、G和D)捆绑在第二级核心助推器(a)上。在发射过程中,G助推器的主引擎比预期更晚达到预定的推力水平。

扎克写道:“因此,在发射6.5秒后,火箭开始偏转,在发射8秒后,火箭偏离了理论上的轨道约1度。”“在努力纠正增加的俯仰角,转向引擎2号,在核心级上旋转了多达8度;类似的发动机在捆绑助推器V和D上旋转了17-18度,而尾部的空气舵旋转了10度。

他补充说:“只剩下一刹那的时间,接着飞行控制系统将终止这枚动力不足的火箭的飞行。”“幸运的是,发动机最终恢复了正常性能,火箭在起飞约18-20秒后完全回到了标准轨道。”

斯普特尼克一号最终进入了椭圆轨道,这使得该卫星与地球表面的最近距离达到了142英里(228公里),与地球表面的最远距离达到了588英里(947公里)。这颗卫星每96分钟绕地球一圈。

斯普特尼克一号——它的使命很短暂

斯普特尼克一号由三个银锌电池提供动力,设计寿命为两周。在卫星连续22天发送无线电信号的过程中,电池的使用超出了预期。

在接下来的几个月里,飞船继续无声地拍打着地球,它的动力逐渐衰减,使飞船不断地靠近地球。这颗卫星最终于1958年1月4日在大气层中烧毁。

实际上大多数人造卫星观测者观察到了它

斯普特尼克一号

尽管斯普特尼克一号很小,但它具有很强的反射性,因此在地球上用双筒望远镜就可以看到它(如果你视力好,且知道应该看什么地方,甚至可以用肉眼看到它)。

许多人报告说在1957年末看到了这颗卫星,但专家认为大多数的目击事件实际上与R-7有关。火箭85英尺(26米)长的核心段也进入了轨道,上面覆盖着反射板以便于跟踪。据扎克说,这个火箭体于1957年12月2日坠落到地球上。

斯普特尼克一号导致了美国宇航局和DARPA的成立

斯普特尼克一号罗德尼·格拉布/美国国家航空航天局

斯普特尼克一号的发射震惊了美国。

             

“作为一项技术成就,斯普特尼克吸引了全世界的关注,同时也让美国公众措手不及,”美国宇航局的历史学家在2007年纪念这一里程碑50周年的一篇文章中写道。它的质量比先锋号打算的3.5磅(约0.45千克)更大。此外,公众担心苏联发射卫星的能力也会转化为能够将核武器从欧洲发射到美国的弹道导弹的能力。”            

在美国于1958年1月31日成功发射其第一颗卫星“探索者一号”之后,这种担忧并没有消散。美国官员采取了几项措施来提高国家的技术能力。其中包括在1958年2月创建了高级研究计划局(后来更名为国防高级研究计划局,简称DARPA),并在同年10月创建了NASA。(NASA的前身组织国家航空航天咨询委员会(National Advisory Committee for Aeronautics)成立于1915年。)              

1958年9月,国会颁布了《国防教育法》,旨在帮助提高美国科学家和工程师的数量和质量。

卫星使世界成为“垮掉的一代”

斯普特尼克一号的巨大文化影响可以从其发射引发的大量“nik”新词中看出,其中一些新词至今仍在使用。“Peacenik”是一个著名的例子,但最著名的无疑是“beatnik”,这是旧金山报纸专栏作家Herb Caen在1958年创造的。(而“垮掉的一代”又引发了另一个新词——“整洁的一代”。)

             尽管斯普特尼克一号使“nik”在美国声名鹊起。实际上,它并没有把英语中的“er”后缀引入美国词典;但一些俄语和依地语词汇已经做到了这一点。比如,根据Merriam-Webster.com的说法,“no-goodnik”这个词早在1936年就已经出现了。

作者:Mike Wal

FY:常Skybridge

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翻译:天文志愿文章组-常Skybridge

审核:天文志愿文章组-糖果de饲养员

终审:天文志愿文章组-

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://en./wiki/Sputnik_1

https://www./38331-sputnik-satellite-fun-facts.html必须保留原文链接!!,请自行插入原文链接

本文由天文志愿文章组-常Skybridge翻译自Mike Wal的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

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