4 października 1957 - dzień, w którym Ziemia zyskała pierwszego sztucznego satelitę

Dziś wokół Ziemi krążą dziesiątki tysięcy obiektów, o ich dokładnej liczbie wspominam w tym tekście. Lecz wcale nie tak dawno, pod koniec września 1957 roku, gdy branża półprzewodników stawiała dopiero swoje pierwsze kroki, na orbicie nie było żadnego sztucznego satelity. A przynajmniej obiektu wytworzonego przez człowieka, o którego istnieniu oficjalnie wiedzieliśmy. Zresztą to mało prawdopodobne, by w początkach eksploracji kosmosu zataić fakt wystrzelenia obiektu na orbitę. Propagandowej wartości takiego wydarzenia nie dało się przecenić.

Sputnik 1 i jego kilkutygodniowy lot, który rozpoczął się wieczorem 4 października 1957 roku, był nie lada osiągnięciem. Dziś, w epoce powszechnych satelitów typu CubeSat, wydaje się to nam śmieszne, ale 60 lat temu umieszczenie sztucznego obiektu na orbicie poczytywane było jako cywilizacyjny sukces.

Sputnik 1 - to jakby wynieść człowieka z bagażem w Kosmos

Oto rakieta, pojazd, którego początki sięgają XIX wieku, a którego ewolucja została znacząco przyśpieszona przez kataklizm jaki znamy pod nazwą II Wojna Światowa, stała się na tyle potężna i niezawodna, by wynieść na orbitę niewielki obiekt. Sputnik 1 był kulą z zamontowanymi po bokach czterema prętami, które pełniły rolę anten i pozwalały na przesyłanie podstawowych informacji o temperaturze wnętrza i powłoki sondy. Poza tym, sam Sputnik 1 nie miał w sobie żadnej naukowej aparatury.

Wewnętrzna konstrukcja Sputnika 1

Sputnik 1 o zewnętrznej powłoce wykonanej ze stopu aliminiowo-magnezowo-tytanowego, miał rozmiary dużej piłki plażowej (średnica 58 centymetrów) i ważył 83 kilogramy. Całkiem sporo gdy porównamy tę wagę z parametrami nanosatelitów. Rozmiary zwiększały wspomniane anteny o długości od 2,4 do 2,9 metra każda.

Sputnik 1 mimo polerowanej obudowy był dość słabo widoczny na niebie - znajdował się na granicy widoczności gołym okiem. Lepiej było go obserwować monitorując sygnały radiowe nadawane 3 razy na sekundę na częstotliwości około 20 i 40 MHz.

Pod koniec lat 50. XX wieku Związek Radziecki miał przewagę nad Stanami Zjednoczonymi. To jemu udawały się próby, podczas gdy USA notowało porażki.

Miało to się wkrótce później zmienić, po części przez zbyt ambitne wymagania władz ZSRR, dla których ważne były tylko liczby, a nie realia. Sputnik 1 był w istocie deską ratunkową, która zapewniła ZSRR miano pierwszego kraju w Kosmosie. Pierwotne plany dotyczące pierwszego radzieckiego sztucznego satelity, urzeczywistnione niedługo potem w postaci Sputnika 3, zakładały wagę sondy prawie 1,5 tony.

To tyle co dziś waży niejeden zaawansowany satelita, a nie liche 83 kilogramy (tyle mniej więcej waży dorosły człowiek z bagażem podróżnym). Opóźnienia projektowe, w tamtych czasach nawet kilka tygodni było na wagę złota, zmusiły Rosjan do wystrzelenia jako pierwszego Sputnika 1.

Jednak i USA nie chciały zadowalać się drobiazgami. Stąd programy Mercury, Gemini, a w końcu Apollo. Ten ostatni zapoczątkowany został tragicznym wypadkiem na początku 1967 roku, ale już dwa lata później lądownik Orzeł z misji Apollo 11 osiadł na księżycowym Morzu Spokoju.

Sputnik 1 - sukces, ale też ogromny kredyt szczęścia

Nawet dziś każdy start rakiety z ładunkiem, który ma trafić na orbitę wokółziemską lub dalej, wiąże się z wielkim ryzykiem. Cały czas balansujemy na granicy możliwości jakie daje nam napęd rakietowy. Dzięki lepszej kontroli parametrów lotu i doświadczeniu w konstruowaniu silników szanse na powodzenie są znacznie większe niż 60 lat temu.

SpaceX to najpopularniejsze dziś prywatne przedsięwzięcie, którego celem jest dostarczanie ładunków na orbitę wokółziemską. W czasach Sputnika coś takiego było nie do pomyślenia.

Powodzenie misji Sputnik 1 wcale nie było przesądzone. Sputnik 1 został wyniesiony na orbitę przez rakietę przeznaczoną do bardziej militarnych niż pokojowych celów. Jej podstawowy człon miał cztery silniki umieszczone wokół piątego, który stanowił też drugi człon rakiety. Na górze, pod kopułką umieszczono kulę Sputnika 1.

I w myśl prawa Murphy’ego, skoro mogło coś nie zadziałać dobrze, inaczej być nie mogło. Silniki rakiety tego dnia pracowały nierównomiernie, w wyniku czego trajektoria lotu została zaburzona i tylko sekundy dzieliły Sputnika 1 od porażki (kto wie, której z kolei). Na szczęście w końcu wszystko „wróciło do normy” i nie trzeba było przerywać misji. Sputnik 1 poleciał w Kosmos.

Ten Kosmos dla Sputnika 1 to była eliptyczna orbita wokółziemska. Najmniejsza odległość od Ziemi wynosiła 228 kilometrów, a największa 947 kilometrów. Pełny obieg zajmował 96 minut.

Dziś satelity pozostają na orbicie latami, ale Sputnik 1 szybko przypieczętował swój los. Główna część misji trwała tylko 22 dni. Na tyle wystarczyło energii w srebrowo-cynkowych bateriach. Zresztą energia ta nie była wykorzystywana do korekty toru lotu, a jedynie do wysyłania kontrolnych sygnałów radiowych (nadajnik miał niewielką moc około 1 W).

Replika Vanguard 1

Sam satelita obiegał Ziemię jeszcze kilka miesięcy stopniowo obniżając wysokość, by w pierwszych dniach 1958 roku po przebyciu około 70 milionów kilometrów spalić się w atmosferze. Tymczasem sonda Vanguard 1 o wadze 1,5 kilograma, jedna z pierwszych sond amerykańskich, której bliżej do dzisiejszych nanosatelitów niż Sputnikowi 1, pozostaje najstarszym obiektem wykonanym ręką człowieka nadal obiegającym Ziemię.

A potem?

A potem wszystko przyśpieszyło. Sukces Sputnika 1 był towarem eksportowym, potraktowano go w USA bardzo poważnie. W 1958 roku powstała NASA, a także ARPA (w 1972 przemianowana na DARPA). W ostatnim dniu stycznia tego samego roku Stany Zjednoczone umieściły na orbicie swojego pierwszego satelitę - Explorer 1. Potem były kolejne Sputniki i Explorery.

Start Explorera 1

Nie wszystkie z tych misji musiały być przeprowadzone tak jak to zrobiono (vide lot Łajki, psa, który miał wątpliwy zaszczyt być pierwszym kręgowcem jaki poleciał w Kosmos, lecz z biletem tylko w jedna stronę), ale najważniejsze miało dopiero nadejść.

Nagłówki w gazecie po locie Gagarina

Już w 1961 roku (4 lata po locie Sputnika 1) w Kosmos poleciał Jurij Gagarin na pokładzie Wostoka 1 (orbiter ważył około 4,8 tony), a miesiąc później w jego ślady poszedł Alan Shepard. Nie wszystko w tej pionierskiej epoce szło po myśli konstruktorów, były też ofiary śmiertelne, ale już w 1969 roku, czyli 12 lat po wystrzeleniu Sputnika 1, księżycowy pył wzbili w górę poruszający się po naszym naturalnym satelicie astronauci. Jurij Gagarin nie miał szczęścia odwiedzić Kosmosu ponownie, choć były nawet pomysły by wysłać go na Księżyc. Zginał w wypadku lotniczym w 1968 roku. Za to Alan Shepard został dowódcą misji Apollo 14 i poleciał na Księżyc.

Lata 70 były epoką bardzo ambitnych planów, wtedy to na orbicie pojawiły się Saluty (mniej lub bardziej udane stacje orbitalne), pracował Skylab, pierwsze laboratorium kosmiczne z prawdziwego zdarzenia, a niedługo potem miała rozpocząć się era wahadłowców, która dopiero niedawno w 2011 roku została zakończona.

MIR - ostatni wielki sukces radzieckiego programu kosmicznego, który zapoczątkowała misja Sputnika

W latach 80. XX wieku na orbicie wokółziemskiej pojawiła się stacja MIR. A dokładnie jej pierwsze moduły. Budowana była przez 10 lat, by potem w 2001 roku spalić się w atmosferze podczas kontrolowanej deorbitacji. W tym czasie na orbicie istniał już zalążek Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, jeszcze ambitniejszego i wielonarodowego przedsięwzięcia. Dziś wiemy, że i Chiny mają na orbicie Ziemi obiekty, które da się określić mianem stacji kosmicznej, są tez inni chętni do ekspansji w Kosmos.

Potrzebujemy kolejnego wielkiego sukcesu

Wydawałoby się, że począwszy od 1957 roku mamy nieustannie zwiększające się tempo rozwoju technologii kosmicznych. To sformułowanie może być uznane za prawdziwe, ale nie zawsze będzie słuszne. Bo skoro w 12 lat przeszliśmy od zera do bohatera, czyli wznieśliśmy się ponad ziemską grawitację, a potem uwolniliśmy od niej lecąc na Księżyc, to jak nazwać kolejne kilkadziesiąt lat.

Wysyłamy na orbitę coraz więcej obiektów, coraz bardziej zaawansowanych, ale najczęściej to nadal satelity, które obiegają Ziemię. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest czymś wspaniałym, ale nie dorasta do marzeń jakie mieliśmy 40 lat temu. Gwałtowny wzrost zaludnienia Ziemi, konieczność pogodzenia się z potrzebami literalnie rzecz ujmując przyziemnymi, spowolniła ten kosmiczny rozwój.

Dziś znów stoimy na progu kosmicznej rewolucji. Co jednak nią będzie? Zbudowanie stacji kosmicznej zapewniającej sztuczne ciążenie, w której nie będziemy czuć się jak sardynki w puszce. A może baza na Księżycu, czy też w końcu lot człowieka na Marsa. Każde z tych osiągnięć na pewno zapisze się w historii eksploracji Kosmosu, jednak wydaje się, że nie będą to wydarzenia na miarę przełomu.

Tak wyglądał Sputnik 3

A tak wygląda pojazd Epsteina z serialu Expanse. Prawda, że podobny?

Potrzeba raczej nowej technologii, która kompletnie zmieni sposób podróżowania w przestrzeni kosmicznej, pomoże łatwo pokonywać Ziemską (i nie tylko) grawitację. Coś na miarę fikcyjnego napędu Epsteina, który stał się zaczątkiem kosmicznej cywilizacji pokazywanej bardzo sugestywnie w serialu Expanse.

Taka technologia będzie niczym rakieta, która wyniosła Sputnika w Kosmos. Potem było już tylko szybciej, więcej, dalej. Teraz pora, by zrobić to inaczej.

Źródło: Inf. własna, NASA (obrazy)