Obsah > Nepilotované lety > Program Sputnik > Sputnik 1.
Start M.označ. Hmotnost Popis
04.10.1957 1957-001B 83,6 kg První umělá družice Země

Sputnik 1

[ Požadavky na první družici ] [ Konstrukce ] [ Průběh letu ]
[ Záznam signálů družice (AU 43kB)]

Na počátku padesátých let dosáhla raketová technika v SSSR takové úrovně, že se začalo uvažovat o vypuštění umělé družice Země.
V té době však nebyl stupeň vědomostí o fyzikálních vlastnostech horních vrstev atmosféry a kosmickém prostoru v okolí Země příliš vysoký. Chyběly také konstrukční zkušenosti z hermetizací družice, zabezpečení jejího tepelného režimu v kosmických podmínkách, zajištením napájení přístrojů elektrickou energií atd. Série prvních umělých družic měla tedy prakticky vyřešit tyto problémy.

Požadavky na první družici Země.

  • Družice musí být maximálně jednoduchá a spolehlivá.
  • Tvar družice musí být sférický, aby bylo možné s velkou přesností měřit hustotu atmosféry při neorientovaném letu po dráze kolem Země.
  • Družice musí vysílat nepřetržitě nejméně na dvou frekvencích s dostatečným výstupním výkonem.
  • Pro vypracování metod měření parametrů dráhy pomocí radiolokátorů je třeba upevnit na nosnou raketu koutové odrážeče.
  • Napájení palubní aparatury družice zabezpečit chemickými zdroji elektrické energie, schopnými zásobovat přístroje energií po dobu až tří týdnů
  • Umístění družice na nosné raketě a její oddělení zajistit tak, aby bylo dosaženo spolehlivého oddělení družice a rozevření antén.
  • Rádiové stanice družice s výkonem 1 W budou pracovat na frekvencích kolem 20 a 40 MHz a předávat údaje z teplotního a tlakového čidla změnou délky vysílaných signálů a délky pauzy mezi nimi.
  • Start musí zabezpečit praktickou prověrku procesů dopravy družice na dráhu a oddělení od nosné rakety. Dále start poslouží k vypracování rádiových a optických metod měření drah družice. Nakonec umístěním družice na oběžnou dráhu se prověří principy tepelné regulace a hermetizace v podmínkách kosmického prostoru.

    Konstrukce družice.

    Sputnik 1 Sputnik 1
    Družici tvořila hermetická schránka kulového tvaru s vnějším průměrem 580 milimetrů. Schránka byla vyrobena z hliníkové slitiny a tvořily ji dvě polokoule. Okraj každé polokoule byl zakončen stykovým prstencem; hermetizace bylo dosaženo vložením vakuové těsnicí gumy do kruhového vybrání jednoho z prstenců. Zadní polokoule současně sloužila jako vyzařovací povrch systému tepelné regulace. Hermeticky uzavřená schránka družice byla naplněna bezvodým dusíkem o tlaku 0,13 MPa. K plnění dusíku se použilo speciálního ventilu a hrdla se zátkou a gumovým těsněním.

    Sputnik 1

    Uvnitř družice byla umístěna následující aparatura: Blok chemických zdrojů elektrické energie, vysílací aparatura, ventilátor a difuzor systému tepelné regulace, přepínací zařízení, čidla teploty a tlaku, kabelová síť.

    Blok chemických zdrojů elektrické energie se skládal ze tří stříbrozinkových akumulátorů ve tvaru osmibokého hranolu (výška 270 mm, příčný rozměr 450 milimetrů), v němž byla umístěna vysílací aparatura. Toto uspořádání umožňovalo symetrickou cirkulaci dusíku uvnitř hermetické schránky a správné ochlazování vysílačů. Zdrojový blok byl připevněn v osmi místech ke stykovému prstenci přední polokoule. Dva akumulátory sloužily k napájení palubních vysílačů, třetí napájel ventilátor systému tepelné regulace a přepínací zařízení. Vysílací aparaturu tvořily dva vysílače, osazené elektronkami (polovodiče mohly být ovlivněny radiací). Na každé z obou frekvencí se vysílaly telegrafní signály o délce od 0,2 do 0,6 s. Jeden vysílač pracoval v době přestávky druhého.

    Anténní systém tvořily čtyři pruty; dva měly délku 2,4 m, další dva délku 2,9 m. Pruty byly umístěny na izolátorech. Správné nastavení úhlu antén po oddělení od posledního stupně rakety zajistil pružinový mechanismus. Při uznístění na posledním stupni byly antény složeny tak, aby bylo možné družici zakrýt kónickým aerodynamickým krytem o vrcholovém úhlu 40°. V této poloze byly antény drženy osmi západkami. Po oddělení družice od nosné rakety se úhel mezi anténami, umístěnými proti sobě, zvětšil na 70°. Tím se dosáhlo nejlepšího vyzařovacího diagramu anténního systému.

    Průřez

    Systém tepelné regulace sestával ze zdvojeného bimetalického termorelé, ventilátoru s přívodem elektrické energie, difuzoru, a zadní polokoule. Ventilátor se zapínal při teplotě >30 °C, cirkulující dusík pak předával teplo zadní polokouli. Při snížení teploty na 20 až 23 °C se ventilátor vypínal.

    Napájení vysílačů a systému tepelné regulace se po uvedení na dráhu kolem Země zajišťovalo spínacím zařízením, které seplo pólový kontakt v okamžiku oddělení družice od posledního stupně nosné rakety.

    Průběh letu.

    Oddělení
    Raketa s první družicí Země startovala 4. října 1957 ve 22.28 h moskevského času. Po oddělení družice od nosné rakety začaly pracovat vysílače a na posledním stupni rakety se rozevřel koutový odrážeč, jehož pomocí byl sledován pohyb rakety. Pozorování po prvních pěti obězích ukázala, že signály družice jsou dobře slyšitelné. Doba oběhu družice činila 96,2 min., sklon oběžné dráhy k rovině rovníku 65° a výška 227 - 945 km. Určování parametrů dráhy posledního stupně nosné rakety probíhalo do konce listopadu 1957.

    Při letu první družice se sledoval koeficient pohlcování rádiových vln v ionosféře a vliv ionosféry na šíření rádiových vln. Také optická pozorování dovolovala určit parametry dráhy družice i posledního stupně nosné rakety. Optických pozorování se používalo k upřesňování vypočtených parametrů dráhy a k předpovědi přeletů družice.

    Doba existence družice se určovala. podle změn oběžné doby. V důsledku tření o atmosféru se doba oběhu družice na počátku letu zmenšovala o 1,8 s za 24 hodiny (nebo po 15 obězích kolem Země). První družice setrvala na dráze kolem Země 92 dny a uskutečnila cca 1400 oběhů. Dne 4. ledna 1958 vstoupila do hustých vrstev atmosféry a zanikla.



    Aktualizováno: 06.09.2007

    [ Obsah | Nepilotované lety | Sputnik ]

    Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.