Sådan fungerede Sputnik

Den 4. oktober, 1957, Sovjetunionen (U.S.S.R.) lancerede en aluminiumskugle mindre end 2 fod i diameter i kredsløb. Dette satte gang i en række begivenheder, der ændrede vores verden for altid. Den enkle enhed markerede en ny æra med teknologiske præstationer. Det rystede også det amerikanske folks tillid, der dengang var overbevist om, at deres nation var det mest videnskabeligt avancerede land i verden.

Den enhed var Sputnik, den første kunstige satellit. Det var ikke meget at se på, og den havde ingen avancerede funktioner eller funktioner. Men det markerede første gang mennesker satte en menneskeskabt struktur i kredsløb om Jorden. Og det beviste også, at Sovjetunionen, Den kolde krigs fjende i USA, havde udviklet et interkontinentalt ballistisk missilsystem (ICBM). Et sådant system kunne levere atomsprænghoveder til mål på den anden side af verden fra Sovjetunionen. Det gjorde Amerikas tidligere luftoverlegenhed forældet.

Fordi satellitten gentagne gange udsendte et simpelt radiosignal, amatørradioentusiaster rundt om i verden kunne lytte til dette lille objekt udsende bip, mens det kredsede om jorden. Der kunne ikke nægtes Sovjetunionens præstation. Beviset var tilgængeligt for alle med en skinkeradio.

Sputniks lancering var ansvarlig for mange ting. Det opfattede missilgab ansporede Amerikas regering til at fremskynde sine offensive og defensive missilprogrammer. Det startede også rumløb - en konkurrencedygtig periode, hvor Sovjetunionen og USA forsøgte at være de første til at nå vigtige milepæle inden for rumforskning. Det var endda indirekte ansvarligt for oprettelsen af ​​Internettet. Det er ret forbløffende for sådan en primitiv enhed.

Et team af ingeniører og forskere ledet af den tyske raketforsker Werner von Braun mente, at de kunne have opsendt den første satellit op til et år før Sputniks debut. Den amerikanske regering besluttede at investere i et konkurrerende teams design i stedet. Havde regeringen støttet von Brauns team, rumløbet kunne have været meget anderledes [kilde:Nova].

1. Sputniks historie
2. Sputnik -satellitten
3. Sputniks indflydelse

Sputniks historie

Sputniks historie er knyttet til historien om raketvidenskaben. Raketvidenskab begyndte at blomstre mellem første verdenskrig og anden verdenskrig. Ved afslutningen af ​​første verdenskrig, Tyskland blev tvunget til at overholde Versailles -traktaten, som blandt andet forbød Tyskland at bygge artilleri. Tyske militære embedsmænd mente, at raketter med sprængstof havde potentiale til at erstatte artilleri. Versailles -traktaten omhandlede ikke raketter.

Under Anden Verdenskrig, raketter spillede en lille rolle i Tysklands planer. Hitler havde håbet, at raketangreb på byer ville få lande til at gå i panik og underkaste sig Tysklands krav. Selvom Tyskland brugte raketter i flere angreb, de leverede ikke op til forventningerne. Men scenen var sat til yderligere udvikling inden for raket.

Både USA og Sovjetunionen begyndte at interessere sig for raketter. Flere tyske ingeniører, herunder Werner von Braun, overgav sig til USA med håb om at fortsætte deres forskning. I mellemtiden, Sovjetunionen begyndte sit eget raketprogram.

På mange måder, raketprogrammerne i Sovjetunionen og USA var parallelle. Begge lande var ivrige efter at udvikle de mest avancerede raketter i verden. Og begge lande fokuserede mere på militære anvendelser af raket end noget andet. I både Sovjetunionen og USA, de videnskabelige anvendelser for raket ville være gledet gennem revnerne, hvis det ikke var for et par dedikerede personer.

I Sovjetunionen, disse personer omfattede Mikhail Klavdievich Tikhonravov og Sergei Pavlovich Korolev. Tikhonravov var uddannet sovjetisk luftvåbenakademi og ekspert i raketvidenskab. Han var ansvarlig for mange af fremskridtene i flertrinsraketter i Sovjetunionen. Flertrinsraketten gjorde det muligt for en raket at nå kredsløb. Korolev var en af ​​grundlæggerne af det sovjetiske rumprogram. Han var dygtig til at udnytte politiske kontakter til at hjælpe med at finansiere rumprogrammet. Han forstod også den politiske betydning af at slå USA ud i rummet.

Tikhonravov og Korolev ledede begge teams, der hjalp med at udvikle Sputnik -programmet. Tikhonravov koncentrerede sig hovedsageligt om at designe en flertrinsraket, der kunne nå Jordens kredsløb. Konceptet var enkelt:da den første etape af raketten nåede maksimal hastighed, raketten ville sprænge den, og anden etape ville affyre. Raketten ville bygge på sin hastighed, går endnu hurtigere. Da anden etape toppede, raketten ville sprænge den, og den tredje etape ville affyre. Korolev var også medvirkende til mange designbeslutninger. Nogle af disse beslutninger var politisk motiverede. For eksempel, i 1955, USA's præsident Eisenhower meddelte, at USA ville opsende en satellit i løbet af det internationale geofysiske år (IGY). IGY strakte sig fra juli 1957 til december 1958. Kort efter Eisenhowers meddelelse, en embedsmand fra Sovjetunionen sagde, at U.S.S.R. også ville opsende en satellit under IGY. Korolev var under politisk pres for at slå amerikanerne ud i rummet.

Mens Sovjet havde planlagt at opsende en videnskabelig forskningssatellit i kredsløb, design- og produktionsprocessen var lang. For at sikre, at Sovjetunionen først lancerede sin satellit, Korolev besluttede at bygge en meget enklere, mindre satellit. Resultatet blev Sputnik, en noget primitiv enhed, der stadig opfyldte definitionen af ​​en menneskeskabt satellit.

Sputnik -satellitten

Korolevs team vidste, at for at få en satellit op før amerikanerne, det skulle være lille og ukompliceret. En tungere satellit ville kræve yderligere fremskridt inden for raketter for at opnå de hastigheder, der er nødvendige for at opnå kredsløb. Sovjetterne måtte oprette en enklere enhed, der ikke veede så meget.

Sputnik havde en diameter på 22,8 inches (58 cm) og vejede 183,9 pounds (83,6 kg). Korolevs team byggede kuglen ud af to aluminiumshalvkugler, hver kun 2 millimeter tyk. De fastgjorde to antenner til satellitten. De polerede overfladen af ​​satellitten for at gøre det lettere at opdage ved hjælp af optiske teleskoper.

Inde i satellitten var en simpel radiosender og en batteripakke af sølv-zink. Radioen udsendte en gentagen række bip. Formålet med denne transmission var at bevise resten af ​​verden, at Sovjetunionen havde haft succes med at opsende den første menneskeskabte satellit. Mange radiooperatører spekulerede på, om bipene havde yderligere betydning, og teorier spænder fra simple navigationsmålinger til mere skumle applikationer, såsom spioninformation. I virkeligheden, radiotransmissionerne kunne kun give lyttere på Jorden en indikation af temperaturen inde i satellitten.

Satellitten havde også flere andre enkle mekanismer inde i den. Der var en blæser, der ville tænde automatisk, hvis temperaturen inde i satellitten gik over 86 grader Fahrenheit (30 grader Celsius). Ingeniørerne fyldte satellitten med nitrogen, indtil den havde et indre tryk på 1,3 atmosfærer. De installerede forskellige kontakter, der aktiverede afhængigt af ændringer i tryk eller temperatur. Når den er aktiveret, switchene ændrede de signaler, der blev sendt af Sputnik, give sovjetisk jordkontrol en idé om, hvad der foregik inde i satellitten.

Ingeniørerne knyttet Sputnik til en særlig R-7 lanceringskøretøj. Sputniks systemer aktiveres, når de løsnes fra køretøjet. R-7-raketten havde to etaper og vejede mere end 272 tons før opsendelsen (uden brændstof vejede den kun 22 tons). Det brugte petroleum T-1 som brændstof og flydende ilt som oxidationsmiddel. Sputnik -satellitten sad øverst på raketten, huset i et særligt kabinet, som raketten kastede ned ved at nå en bane.

Raketten var en strippet version af en militær ICBM. Det havde ikke noget fjernbetjeningssystem, og betjenes udelukkende ved hjælp af kalibrerede gyroskoper. Gyroskoperne hjalp raketten med at foretage justeringer under flyvningen for at opretholde dens kurs. Der var ingen måde, hvorpå jordkontrol kunne påvirke rakettens flyvebane. Faktisk, der var ingen aktive sporingssystemer ombord på raketten - Sovjetunionen måtte spore Sputniks fremskridt ved hjælp af radar og jordteleskoper.

I 1687, Sir Isaac Newton teoretiserede, at hastighed var den mest afgørende faktor for at opnå kredsløb. Han illustrerede konceptet med et tankeeksperiment:Forestil dig en kanon oven på et højt bjerg. Du retter kanonen mod horisonten. Når du skyder kanonen, tyngdekraften trækker kanonkuglen nedad, indtil den kommer i kontakt med jorden. Hvis du bruger mere krudt, kanonkuglen bevæger sig hurtigere og går længere. Med nok krudt, du kunne skyde kanonkuglen så hurtigt, at den ville matche den hastighed, som jorden kurver nedad. Kanonkuglen ville falde evigt, følge jordens kurve, indtil luftmodstanden bremsede den. I et miljø uden luftmodstand, det ville falde for evigt, kredser om Jorden.

Sputniks indflydelse

Det er ikke en overdrivelse at sige, at Sputniks lancering revolutionerede verden. I særdeleshed, USA følte pres for at intensivere forskning og udvikling inden for industrier lige fra raketter til militær udvikling til datalogi. Selvom det er sandsynligt, at USA ville have investeret kraftigt i disse felter givet nok tid, Sputnik satte alt det på hurtige spor.

En af grundene til, at USA var nødt til at reagere hurtigt på lanceringen, var at genvinde borgernes tillid. Siden begyndelsen af ​​den kolde krig, befolkningen i USA var overbevist om, at de levede i den mest avancerede nation på planeten. Da Sovjeterne annoncerede deres succesfulde opsendelse af verdens første kunstige satellit, Amerikanerne var chokerede.

Mens tanken om at halte bagefter Sovjet i rumforskning var bekymrende, en anden idé forårsagede endnu mere angst. Hvis U.S.S.R. havde opdaget en måde at opsende en satellit i rummet, de kan også være i stand til at affyre et missil med et ødelæggende sprænghoved mod USA fra hele verden. US Air Force's overlegenhed ville ikke længere give USA overhånden i enhver fremtidig konflikt.

USA's præsident Dwight Eisenhower kendte til Sputnik før lanceringen. Han og resten af ​​den amerikanske regering undervurderede den indvirkning, satellitens opsendelse ville have på det amerikanske folk. Det første amerikanske satellitprojekt hjalp heller ikke med at styrke amerikanske ånder. Satellitten blev kaldt Vanguard. Det kunne indsamle videnskabelige data og overføre oplysninger tilbage til Jorden, gør det meget mere komplekst end Sputnik. Desværre, Vanguards raketvogn led ved en stor fiasko ved opsendelsen, og satellitten blev ødelagt. Et par måneder senere, Werner von Brauns ingeniørteam lancerede med succes Explorer I. Rumløbet var i gang.

I slutningen af ​​1950'erne, computere var sjældne. Der var kun få supercomputere placeret på forskellige forskningsinstitutioner og universiteter. Eisenhower erkendte behovet for at beskytte oplysningerne i forskellige computersystemer. Hvis Sovjet skulle affyre et missil og ramme et computecenter, alle disse oplysninger ville gå tabt. Han udpegede embedsmænd til at undersøge en måde at forbinde disse supercomputere sammen til et netværk, så information ikke længere blev centraliseret i små lommer i hele landet. Til sidst, dette netværk af supercomputere udviklede sig til det, vi kalder Internettet. På en måde, en sovjetisk satellit er ansvarlig for den webside, du læser lige nu.

Mens Sputniks succes betød, at USA faldt bag på Sovjetunionen i begyndelsen af ​​rumløbet, til sidst overgik USA Sovjetunionen Sovjetterne havde succes med at lancere den første mand og den første kvinde i kredsløb. Men USA var den eneste nation, der lykkedes at lande astronauter på månen. Mens Sputnik markerede begyndelsen på rumløbet, Apollo 11 månelanding var slutningen på det.

Sputnik var ikke beregnet til at vare længe. Batteriets levetid havde kun et par uger. Efter lidt mere end tre uger i kredsløb, satellitens batterier svigtede. Satellitten fortsatte med at kredser om Jorden 1, 440 gange over 92 dage. Den 4. januar, 1958, Sputnik brændte op ved at genindføre Jordens atmosfære [kilde:Russian Space Web].

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerede rumfartøjet Apollo
• Sådan fungerer astronauter
• Hvordan fungerer det at gå på badeværelset i rummet?
• Hvor længe kan et menneske overleve i det ydre rum?
• Sådan fungerer månelandinger
• Sådan fungerer NASA
• Sådan fungerer raketmotorer
• Sådan fungerer satellitter
• Sådan fungerer rumdragter
• Sådan fungerer rumstationer

Flere store links

• NASA
• Russisk rumweb

Kilder

• Gallagher, David F. (producent). "Tiderne ser tilbage:Sputnik." New York Times. 1997. http://www.nytimes.com/partners/aol/special/sputnik/
• Garber, Steve. "Sputnik og rumtidens daggry." NASA. 10. oktober kl. 2007. http://history.nasa.gov/sputnik/
• "Sputnik." Russisk rumweb. http://www.russianspaceweb.com/sputnik.html
• "Sputnik afklassificeret." NOVA PBS Special. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sputnik/