El 4 10月1957 人類は、それまでSFの世界の枠を超えて、初めて人工物体が地球を周回軌道に乗せたのです。4本のアンテナを備えた金属球体というこの小さな物体は、スプートニク1号として歴史に名を残し、人類の未来を切り開きました。 宇宙開発競争 冷戦の真っ只中、警戒、熱意、そして夢を等しく呼び起こした。
有名人の背後には 「ピーピーピー」 数週間にわたる電波の飽和は、長年の秘密工作、政治的決断、軍事的対立、そして最先端の技術の成果でした。スプートニクは単なる衛星ではありませんでした。ソ連の技術力の象徴となり、一流のプロパガンダツールとなり、人類を軌道上に、そして後に月へと導く一連の画期的な偉業の出発点となりました。
スプートニク1号とは何だったのでしょうか?
スプートニク1号は 最初の人工衛星 軌道への打ち上げに成功した。公式のロシア語名は「人工地球衛星」と訳されているが、ロシア語で「スプートニク」のような意味を持つ「スプートニク」として広く知られるようになった。 「同行者」 そして、それはすでに何十年もの間、衛星の同義語として使われてきたのです。
物理的には、衛星は 58センチメートルのアルミニウム球 直径1.5メートルの光沢のあるドーム状の物体から、長さ2,4メートルから2,9メートルの極細アンテナが4本突き出ていました。これらのアンテナは約35度に傾斜しており、この装置は紛れもない「ひげの付いたボール」のような外観をしており、宇宙飛行史における象徴的な存在となっています。
スプートニク1号の全質量は 83,6キログラムその重量の大部分は銀亜鉛電池によるもので、合計約51キログラムで全体の約60%を占めていました。この電池に使用された銀だけでも約10キログラムあり、軌道上での質量は8,3キログラムだった最初のアメリカ衛星エクスプローラー1号の質量を既に上回っていました。窒素で加圧された球体の中には、無線機器が収納されていました。 熱制御システム 温度センサーと圧力センサー。
搭載された衛星 2台の無線送信機 これらの送信機は、20,005MHzと40,002MHz（波長約15メートルと7,5メートル）の周波数を交互に、それぞれ1ワットの出力で送信していました。これらの送信機は、数十分の1秒間隔で有名な無線パルスを発射しました。パルスの持続時間は装置の内部温度に依存しており、地上の技術者はすべてが正常に動作していることを確認することができました。
球体は 加圧窒素スプートニクは、微小隕石の衝突の可能性を検知するための基本的な方法を備えていました。ケーシングの穴による減圧は内部の熱挙動を変化させ、ひいては無線信号にも影響を与えたと考えられますが、運用期間中、そのような衝突の証拠は記録されていません。
オブジェクトDから「最も単純な衛星」へ
興味深いのは、スプートニク1号が これはソ連初の衛星となる予定ではなかったセルゲイ・コロリョフ率いるOKB-1設計局の当初の計画は、質量1000～1400キログラム、科学機器200～300キログラムを搭載した、オブジェクトDとして知られるはるかに大型で高度な衛星を打ち上げることだった。
このプロジェクトは、50年代半ばに学術界の ムスティスラフ・ケルディシュその目的は、大気の密度、上層のイオン組成、太陽風、磁場、宇宙線の詳細な測定を行うことだった。 ソ連科学アカデミー 科学的指導は OKB-1 が担当し、衛星の建造は無線技術産業省が、制御および遠隔測定システムは海軍産業省が、ジャイロスコープは機械製造省が、地上打ち上げ装置は国防省が、打ち上げ業務は国防省が担当する。
しかし、1956年末までに、野心的なオブジェクトDは間に合わないことが明らかになりました。オブジェクトDの開発には深刻な問題がありました。 科学機器 R-7ロケットエンジンの比推力は予想よりわずかに低かった（比推力304秒に対し、予想は309～310秒）。ソ連政府はオブジェクトDの打ち上げを1958年に延期することを決定した。このミッションは後に スプートニク3.
その文脈で、コロリョフのチームは、アメリカがヴァンガード計画を進めることを非常に懸念し、1957年4月に衛星を建造することを提案した。 はるかにシンプルで軽量軌道到達能力を実証するためだけに設計された。こうして、PSオブジェクトと呼ばれるものが誕生した。 プロステイシ・スプートニクは、「最も単純な衛星」と訳すことができます。
1957年2月15日、ソ連閣僚会議はオブジェクトPSを正式に承認した。この新しい衛星は質量100キログラム以下で、わずか数ヶ月で完成させる必要があった。オブジェクトDの高度な科学機器は放棄され、堅牢な設計、迅速な建造、そしてソ連および国際放送局の両方から追跡可能な極めて信頼性の高い無線システムが採用された。 世界中のアマチュア無線家.
R-7ロケットとバイコヌール宇宙基地の秘密
スプートニクを軌道に乗せるために、ソ連は R-7大陸間弾道ミサイル（ICBM）西側諸国ではSS-6またはT-3、そしてGRAU 8K71という名称で知られるこのミサイルは、世界初の実用化されたICBMであり、大型の核弾頭を数千キロメートルも輸送するという明確な軍事目的のために開発されました。
R-7を建造するという決定は、 月20 1954 共産党中央委員会と閣僚評議会によって承認された。ソ連の技術者たちは水素爆弾の搭載重量が正確に把握できなかったため、このミサイルは非常に余裕のある推力マージンで設計された。この「過剰な推力」こそが、このミサイルを衛星打ち上げ用に改造する鍵となった。
R-7テストのために選ばれた場所は チュラタムの5番目のポリゴンカザフスタンのバイコヌール宇宙基地は、現在では世界的に有名です。建設地の選定は1955年2月に承認されましたが、建設工事は1958年まで続きました。当時、この施設は極秘施設であり、草原の真ん中にある簡素な鉄道駅に近いことからその名が付けられました。
R-7の最初の打ち上げは、決して楽なものではありませんでした。 月15 1957 最初の試作機は、打ち上げ98秒後にサイドモジュール（ブロックD）の1つで火災が発生し、墜落しました。7月12日の3回目の試みも、短絡による制御不能とモジュールの早期分離により、ミサイルは発射台から約7km離れた地点に墜落するという悲惨な結果に終わりました。さらに、組み立てミスにより打ち上げに失敗した2号機もありました。
それでも、8月21日と9月7日には[イベント]が開催された。 2回の打ち上げ成功R-7はコロリョフの見解では、PS-1を軌道に乗せるためにR-7ミサイルを1発発射するリスクを冒すほど十分に機能したと実証された。軍は、ロケットが2回連続で成功を収め、軍事利用の延期を受け入れるという条件で合意した。
「PS-1」の開発と設計
PS衛星の具体的な構成は重要な会話の中で定義され、 25デNOVIEMBREデ1956セルゲイ・コロリョフと技術者のミハイル・ティコンラヴォフの間での論争。ティコンラヴォフは長年にわたり人工衛星打ち上げの重要性を主張し、オブジェクトD計画を少なくとも一時的に放棄し、よりシンプルで迅速に構築できる設計を採用するよう圧力をかけていた。
衛星の詳細設計は ニコライ・クティルキン当初、彼はR-7のフェアリング先端の空力特性に合わせた円錐形を選択した。しかし、コロリョフは美観上の理由とあらゆる角度からの観察を容易にするため、完全な球形にすることを主張し、最終的にその決定が採用された。
その結果、直径 58 cm の球形衛星が完成し、2,4 メートルのアンテナ 2 つと 2,9 メートルのアンテナ 2 つが備えられ、軸に対して傾斜したビームが形成されました。 2つのアルミニウム半球 それらは36本のネジで接合され、内部は窒素で加圧されていました。内部には電池、D-200ツイン送信機、 熱制御システム 内部および外部の温度と圧力を監視するテレメトリ センサー。
この無線機器は、 ヴィアチェスラフ・ラッポ ミハイル・リャザンスキー率いるNII-885研究所で開発されたこの装置は、20,005MHzと40,002MHzの2つの周波数で短パルスを交互に発射するように設計されていました。パルスの持続時間は、衛星内部の温度（0℃以下、0～50℃、50℃以上）に応じて0,2秒から0,6秒の間で変化しました。これにより、技術者は地上から衛星が想定された条件下で動作しているかどうかを確認することができました。
逆説的に、今日では上段に衛星を取り付けて打ち上げるのが簡単だと思われていた時代に、コロリョフはPSを Aブロックとは別 R-7の軌道上での独立した物体としての地位に疑いの余地がないようにするため、ソ連は事実上、その日に3つの物体を軌道上に打ち上げた。スプートニク、フェアリング、そして全長18メートル、重量約7,5トンの巨大なロケット中央段である。
1957年10月4日の進水
鍵となる夜が到来した 4 10月1957モスクワ時間22時28分47秒（カザフスタン現地時間では5日早朝）、8K71PSロケット（シリアル番号M1-1）がNIIP-5試験場エリア1から打ち上げられた。このロケットは、衛星打ち上げ用にR-7ロケットを若干改良した派生型である。管制バンカーでは、ボリス・チェクノフという24歳の中尉がキーを回し、点火シーケンスを開始した。
飛行はミリ単位まで完璧ではなかったが、十分な精度だった。116秒後、ミサイルの4つのサイドブースターが分離し、ブロックAのメインエンジンは予定より1秒早い295,4秒で停止した。このわずかな差が、システム全体が わずかに低い軌道 計画された距離は 228 x 947 km で、当初計算された距離 225 x 1450 km と比較すると、傾斜角は 65,1 度、周期は約 96,2 分です。
エンジン停止から約20秒後、小型PS衛星はブロックA段から分離した。衛星は楕円軌道上で安定し、紛れもない無線信号の発信を開始した。しかし、コロリョフと彼のチームは、 信号を再度受信する 軌道を完全に周回し、衛星がまだ「生きている」ことを確認した後、コロリョフはキエフにいたニキータ・フルシチョフに電話をかけ、成功を報告した。
スプートニク1号の送信機は約 21日…化学電池が切れるまで。その間、世界中の何千人ものアマチュア無線家が衛星のビープ音を聞くことができ、時には西側諸国の公式追跡局よりも早く受信できたこともあった。西側諸国は急いで機器をソ連の周波数に再調整しなければならなかった。
衛星は、無線活動なしで軌道上に留まり、 4 1月1958その日、宇宙空間に92日間滞在し、約1440周回、約7,000万キロメートルを飛行した後、宇宙空間に再突入し、分解しました。遠地点高度は徐々に低下し、当初の947キロメートルから12月初旬には約600キロメートルまで低下しました。
スプートニクの追跡と観測（世界各地）
ソ連は当時としてはかなり高度な追跡システムを構築した。宇宙基地の近くに[不明瞭 – おそらく「宇宙ステーション」もしくはそれに類似した構造物]が建設された。 展望台複合施設 望遠鏡とレーダーを備え、モスクワのボルシェボでは国防省のNII-4研究所がデータの受信と軌道パラメータの計算を集中管理していた。
国家レベルでは、2つ目の複合体である コマンド測定複合体NII-4自体に調整センターがあり、軌道フットプリントに沿って7つの追跡局（チュラタム、サリーシャガン、エニセイスク、クリュチ、エリゾヴォ、マカト、イシュクプ）が配置されていました。これらの局はレーダー、光学機器、電信通信システムを備えており、測定値をモスクワに送信し、ブロックA段階と衛星の正確な軌道計算に使用されました。
上昇中のロケットの軌道を追跡するために、 トラルモスクワエネルギー研究所（OKB MEI）が開発したこのシステムは、R-7のコアステージに設置されたトランスポンダーからのデータの受信と制御を可能にしました。スプートニクが分離した後も、コアステージの位置は衛星の軌道計算の精度向上に役立ちました。コアステージとスプートニクは既知の距離で非常によく似た軌道を描いていたからです。
海外からの観測に関しては、多くの国のアマチュア無線家がスプートニクの通信をそれほど困難なく感知し、イギリスのレーダーでブースターロケットを追跡した。 ラヴェル望遠鏡 ジョドレルバンクにある、当時そのような任務を遂行できる唯一の電波望遠鏡。カナダでは、ニューブルック天文台が北米から初めて衛星の写真を撮影した。
忘れられがちなことの一つは、ほとんどの人が夜空に輝いているのを見たのは それは小さなスプートニクではなかったそれは、人間の視力の限界に近い視等級6に近い初段ではなく、視等級1に達し、視認性を高めるために追加の反射板が取り付けられた巨大なブロックA段でした。この段階は、長年にわたり、軌道上に打ち上げられた最大の物体でした。
スプートニク1号の科学的目的
PSは簡略化された衛星として設計されましたが、軌道上の単なる「ガラクタ」ではありませんでした。そのミッションには明確な科学的側面がありました。無線信号の解析を通じて、 電離層の電子密度 そして地球の大気の上層における電波の伝播にも影響を及ぼします。
ビープ音の持続時間とパターンは、 内部温度と外部温度 これにより、科学者は加圧された乗り物が宇宙の極限環境でどのように動作するか（加熱と冷却のサイクル、太陽放射、地球の影の通過など）を観察できるようになりました。球体の圧力が失われていた場合、温度の測定値が変わり、微小隕石の穴が明らかになったはずですが、最終的にはそのような穴は発生しませんでした。
このデータは、より複雑な機器を搭載した後続の衛星の実験基盤となった。スプートニク計画自体は、 国際地球観測年へのソ連の貢献 1957年から1958年にかけて、国連が主導して、数十カ国から集まった何千人もの科学者の地球と宇宙環境の研究の取り組みを調整することを目指した。
さらに、宇宙船は、 上層の空気密度 軌道の経時変化を研究した結果、残留大気との摩擦により衛星は徐々に減速し、遠地点が低下し、最終的に大気圏再突入に至りました。
より実用的な観点から見ると、スプートニクは次のような技術のテストを可能にした。 テレメトリ、熱制御、構造設計 これらは次世代の衛星、そしてその後間もなく初の有人宇宙船の基礎となることが証明されました。ソビエトの技術者にとって、これは貴重な試験場となりました。
スプートニク計画とその後のマイルストーン
スプートニク1号は 4つの衛星のシリーズ スプートニク計画に統合されました。このうち、スプートニク1号、スプートニク2号、そしてスプートニク3号の3機が軌道に到達しました。スプートニク1号は宇宙時代の幕開けとなり、スプートニク2号は初の生物を乗せた軌道飛行となり、スプートニク3号はより複雑な科学ミッションに挑戦しました。
初打ち上げから1ヶ月も経たないうちに、 3デNOVIEMBREデ19571968年、ソ連はスプートニク2号を打ち上げ、愛犬ライカを乗せました。ライカは地球周回軌道に乗せられた最初の生物となりました。急遽計画されたこのミッションには制御された大気圏再突入は含まれておらず、ライカは打ち上げから数時間後にカプセルの過熱により死亡しました。しかし、その後数十年にわたり公式発表は異なっていました。
1958年についに飛行したスプートニク3号には、 オブジェクトD 当初のミッションは、地球の磁場に閉じ込められた荷電粒子の領域であるヴァン・アレン帯からの放射線など、様々な現象を研究するための複数の科学機器を搭載した、大型で複雑な衛星でした。皮肉なことに、その野心的な目標にもかかわらず、このミッションはこれらの帯を正確に測定することができませんでした。この任務は最終的にアメリカのエクスプローラー1号によって達成されました。
この計画の最初の大きな失敗は、スプートニク3号の打ち上げに失敗したことでした。しかし、スプートニクのミッションによってソ連は一連の 効果 これにより、彼の科学的名声と世界における政治的イメージの両方が強化されました。
これらの衛星以外にも、R-7と軌道船の設計で得られた経験は、ユーリ・ガガーリンの宇宙船での飛行など、一連のマイルストーンへの道を開いた。 ボストーク1 1961年、人類初の宇宙飛行。1963年、ワレンチナ・テレシコワのミッション、女性初の軌道飛行。1965年、アレクセイ・レオーノフによる初の探査機による月と金星への到達と初の宇宙遊泳。
政治的影響といわゆる「スプートニク効果」
スプートニク1号の打ち上げは西側諸国、特に米国にとって大きな衝撃であった。 冷戦ソ連が衛星を軌道上に乗せることに成功したという事実は、科学の進歩を意味するだけでなく、地球の反対側の目標に到達できるミサイルを保有しているという実証も意味していた。
1955年、ワシントンとモスクワは共に、国際地球観測年に合わせて衛星を打ち上げる意向を発表しました。アメリカはこの計画を公に支持しました。 前衛部分的に民間的な性質のものであったが、陸軍はヴェルナー・フォン・ブラウンのチームと共同で、ジュピターCミサイルの派生型に取り組んでいた。このミサイルは、理論上は、1956年9月の試験発射で実現したように、単純なバラストではなくアクティブな最終段階を搭載していれば、軌道に到達することがすでに可能であった。
一方、ソ連は長年にわたり、指導者の間で人工衛星の構想を推進しており、次のような人物がいた。 ティホンラヴォフとケルディシュ プロジェクトを擁護する声もあった。しかし西側諸国では、スプートニクのビープ音が世界中のラジオで流れるまで、ソ連の発表を真剣に受け止める者はいなかった。アメリカが技術的に遅れをとっているという意識が、いわゆる「 「スプートニク効果」.
心理的影響は甚大だった。アメリカ国民は初めて、宇宙からの直接的な脅威の可能性を実感した。衛星を軌道に乗せたのと同じミサイルが、自国領土に核爆弾を投下するために使われる可能性があると理解したのだ。政治的な反応は迅速だった。 NASAは1958年に設立されましたアトラスおよびタイタンミサイル計画が加速され、科学技術教育への投資が倍増しました。
象徴的に言えば、ソ連の成功はソ連のイメージを強化した。 代替モデル 社会と政治体制の変革。多くの発展途上国にとって、スプートニクは社会主義国家がハイテク分野でアメリカ合衆国と競争し、それを凌駕できるという証拠と解釈された。これにより、モスクワはいわゆる第三世界の一部において進歩の「灯台」として自らを位置づけることができた。
しかし、この武力誇示は、巨大な宇宙開発競争と軍備競争を引き起こした。少なくとも70年代半ばまで続くこの競争には、共同ドッキングといった画期的な成果も含まれていた。 アポロ・ソユーズ 1975年、それは地政学的緊張を高めたが、同時に、現在私たちの日常生活の一部となっている技術の発展も促した。
スプートニクの記憶、レプリカ、そして文化遺産
この小さな金属衛星は、歴史書や地政学だけでなく、大衆文化や集団記憶にも影響を与えた。ロシア国内でも、いくつかの スプートニク1号のレプリカ これらは、モスクワの宇宙飛行士記念博物館や、コロリョフのOKB-1の後継機であるRKKエネルギアの施設などの博物館に展示されています。
ロシア国外でも、この象徴的な衛星の複製を見ることができます。1つはマドリードのロシア大使館の隣に、もう1つは 国立航空宇宙博物館 ワシントンD.C.のスミソニアン博物館から。国連にも実物大の模型が寄贈され、現在ではニューヨーク本部のロビーを飾っており、宇宙時代の幕開けを永遠に記憶させています。
2003年、「PS-1モデル」として知られるスプートニク1号の予備機がeBayで売りに出されました。この機体はキエフ近郊の科学研究所から持ち込まれたもので、長年展示されていましたが、無線機器は軍事利用のため60年代に撤去されていました。製造台数は推定[不明]台です。 24の機能モデルと20の機能モデル 統合テストおよび土壌テスト用。
スプートニクの反響は文学や大衆科学にも及んだ。2001年には ポール・ディクソン 本を出版した スプートニク：世紀の衝撃本書は、あの小さな衛星がアメリカ社会と世界史に与えた政治的、文化的、そして技術的な影響を分析しています。その後も多くの著者や普及活動家がこのテーマを取り上げ、「スプートニク・モーメント」がいかに国家の優先事項全体を再定義したかを強調しています。
ロシアでは、スプートニクの記憶は、 宇宙飛行の神話モスクワの宇宙飛行士記念博物館を訪れる多くの人々は、この偉業について聞いたことがあるだろう。しかし、ソ連が世界で初めて衛星を打ち上げたという日付と事実だけを覚えている人もいる。しかし、ソ連が世界で最も輝かしい科学の進歩をリードした時代を思い起こさせる、国民の誇りの源泉であると考える人もいる。
スプートニク1号が打ち上げられたバイコヌール宇宙基地は、今日に至るまで宇宙開発の主要な中枢の一つであり続けている。 世界の宇宙飛行そこからソユーズ宇宙船が国際宇宙ステーションに向けて出発し、あらゆる種類の衛星が打ち上げられ続けています。一方、ロシアの宇宙機関ロスコスモスは、深宇宙飛行用のオリョール宇宙船（旧称フェデレーション）や、バイコヌール宇宙基地の一部代替施設となるボストチヌイ宇宙基地など、新たなプロジェクトを開発しています。
スプートニク時代の競争は、 国際協力 ロスコスモス、NASA、ESAによる共同ミッション、例えばエクソマーズ計画や月探査プロジェクトなど、多くの分野でその役割を担っています。それでもなお、新たな宇宙計画や月面基地の設置、火星への旅の可能性が議論されるたびに、あの小型衛星の記憶は消えることはないでしょう。
振り返ってみると、スプートニク1号は83,6キログラムの金属の中に一つの時代を一変させた。それは技術のデモンストレーションであり、科学機器であり、プロパガンダの武器であり、そして 深い変革 人類はもはや地球の表面に閉じ込められることなく、宇宙に出て何百もの衛星を軌道上に配置して、ますます遠い目的地を夢見ることが可能になると考えている。