4 октября 1957 состоялся запуск первого искусственного спутника Земли – «Спутника-1». В документах первый спутник имел обозначение — «ПС-1» («Простейший Спутник-1»).
Корпус спутника состоял из двух силовых полусферических оболочек диаметром 58,0 см из алюминиево-магниевого сплава АМг-6 толщиной 2 мм со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 шпильками М8×2,5. Перед запуском спутник был заполнен сухим газообразным азотом под давлением 1,3 атмосферы. Герметичность стыка была обеспечена прокладкой из вакуумной резины. Верхняя полуоболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном толщиной 1 мм для обеспечения теплоизоляции. Поверхности оболочек полировались и обрабатывались для придания им специальных оптических свойств. На верхней полуоболочке располагались крест-накрест две уголковые вибраторные антенны, обращённые назад; каждая состояла из двух плеч-штырей длиной по 2,4 м (УКВ-антенна) и по 2,9 м (КВ-антенна), угол между плечами в паре — 70°; плечи разводились на требуемый угол пружинным механизмом после отделения от ракеты-носителя. Такая антенна обеспечивала близкое к равномерному излучение во всех направлениях, что требовалось для устойчивого радиоприёма в связи с тем, что спутник был неориентирован. Конструкция антенн была предложена Г. Т. Марковым (МЭИ). На передней полуоболочке находились четыре гнезда для крепления антенн со штуцерами гермовводов и фланец заправочного клапана. На задней полуоболочке располагался блокировочный пяточный контакт, который включал автономное бортовое электропитание после отделения спутника от ракеты-носителя, а также фланец испытательного системного разъема.
Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников (серебряно-цинковые аккумуляторы); радиопередающее устройство; вентилятор, включающийся от термореле при температуре выше +30 °С и выключающийся при понижении температуры до +20…23 °С; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Масса — 83,6 кг.
Радиопередающее устройство «Спутника-1» (радиостанция Д-200) излучало радиоволны на двух частотах: 20,005 и 40,002 МГц, поочерёдно (посылка сигнала одним передатчиком соответствовала паузе другого, переключение с периодичностью несколько десятых долей секунды осуществлялось электромеханическим реле). Для питания передатчиков, реле и вентилятора использовался набор серебряно-цинковых аккумуляторов общей массой около 50 кг (накальная батарея — 5 элементов СЦД-70, 140 А•ч, 7,5 В; анодная батарея — 86 элементов СЦД-18, 30 А•ч, 130 В; разработчик батарей — ВНИИ источников тока, директор Н. С. Лидоренко). Непрерывная работа передатчиков продолжалась в течение 21 дня после запуска. Эти батареи составляли около 60 % массы спутника, окружая расположенный вдоль оси передатчик конструкцией в виде восьмигранной «гайки». Следует отметить, что более 10 кг в массе спутника приходилось на благородный металл — серебро, содержащееся в аккумуляторах. Необходимость в тяжёлых источниках питания была вызвана, во-первых, применением ламповых, а не транзисторных передатчиков (что, в свою очередь, было обосновано соображениями надёжности работы при возможной температуре на борту выше +50 °C); во-вторых, относительно большой выходной мощностью передатчиков, рассчитанных на радиолюбительский приём (для приёма сигнала профессиональными радиостанциями достаточной была бы в 100 раз меньшая мощность передатчиков, около 10 мВт). Энергопотребление каждого из двух передатчиков составляло около 7 Вт, выходная мощность — 1 Вт.
На картинках:
🚀
Запуск первого искусственного спутника Земли открыл космическую эру человечества.
🚀
«Спутник» (индекс ГРАУ — 8К71ПС) — ракета-носитель первых искусственных спутников Земли, базой для которой служила межконтинентальная баллистическая ракета «8К71» («Р-7»). Произведено два (оба успешные) пуска. На орбиту были выведены спутники «ПС-1» и «ПС-2». Наименование «Спутник» (вместе с обозначением «8К71ПС») было присвоено ракете-носителю после подтверждения факта выведения полезной нагрузки на орбиту.
Первая ступень ракеты состоит из четырёх идентичных по конструкции блоков, напоминающих конусы, размещённых по параллельной схеме вокруг блока второй ступени. Зажигание двигателей первой и второй ступени происходит одновременно, на Земле. Со штатной боевой ракеты, послужившей основой для ракеты «Спутник», были сняты головная часть, вся аппаратура системы управления полётом вместе с отсеком, в котором она размещалась и на котором крепилась головная часть большей массы. Отсек был заменён лёгким коническим переходным отсеком, в котором размещалась минимально необходимая для обеспечения полёта аппаратура системы управления.
🚀
Схема первого искусственного спутника.
🚀
«Спутник-1» в полуразобранном виде. Многогранник в центре – блок питания из аккумуляторных батарей (общая масса 51 кг), занимал большую часть объема спутника (общая масса спутника 83,6 кг).
Блок питания состоял из набора серебряно-цинковых аккумуляторов (накальная батарея — 5 элементов СЦД-70, 140 А•ч, 7,5 В; анодная батарея — 86 элементов СЦД-18, 30 А•ч, 130 В; разработчик батарей — ВНИИ источников тока, директор Н. С. Лидоренко). Непрерывная работа передатчиков продолжалась в течение 21 дня после запуска. Эти батареи составляли около 60 % массы спутника, окружая расположенный вдоль оси передатчик конструкцией в виде восьмигранной «гайки». Следует отметить, что более 10 кг в массе спутника приходилось на благородный металл — серебро, содержащееся в аккумуляторах.
🚀
Радиостанция «Спутника-1» - «Прибор Д200» - состоял из двух передатчиков. Передатчики поочередно излучали радиоволны на двух частотах (20,005 и 40,002 МГц), переключение между ними осуществлялось коммутатором. Каждый передатчик был собран на трех стержневых радиолампах «2П19Б». Длительность передаваемых импульсов – от 0,2 до 0,6 секунд.
Хотя специальных научных приборов на первом спутнике не было, Земля могла получать данные о колебаниях давления и температуры внутри космического аппарата – специальные термо- и бародатчики меняли частоты и длительность передаваемых сигналов.