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Sputnik gestartet

Sputnik gestartet

Die Sowjetunion läutet das „Weltraumzeitalter“ mit dem Start der Sputnik, der erste künstliche Satellit der Welt. Das Raumschiff, genannt Sputnik nachdem das russische Wort für „Satellit“ um 22:29 Uhr gestartet wurde. Moskauer Zeit von der Startbasis Tyuratam in der Kasachischen Republik.

Sputnik hatte einen Durchmesser von 22 Zoll und wog 184 Pfund und umkreiste die Erde einmal pro Stunde und 36 Minuten. Mit einer Geschwindigkeit von 28.000 Meilen pro Stunde hatte seine elliptische Umlaufbahn ein Apogäum (von der Erde entferntester Punkt) von 584 Meilen und ein Perigäum (nächster Punkt) von 143 Meilen. Sichtbar mit Fernglas vor Sonnenaufgang oder nach Sonnenuntergang, Sputnik Funksignale zurück zur Erde gesendet, die stark genug sind, um von Amateurfunkern aufgenommen zu werden. Diejenigen in den Vereinigten Staaten, die Zugang zu einer solchen Ausrüstung hatten, schalteten sich ein und hörten ehrfürchtig zu, wie die piepsenden sowjetischen Raumschiffe mehrmals täglich über Amerika fuhren. Im Januar 1958, Sputniks Die Umlaufbahn verschlechterte sich erwartungsgemäß, und das Raumfahrzeug verglühte in der Atmosphäre.

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Offiziell, Sputnik wurde anlässlich des Internationalen Geophysikalischen Jahres ins Leben gerufen, einer Sonnenperiode, die vom Internationalen Rat der Wissenschaftlichen Gewerkschaften als ideal für den Start künstlicher Satelliten zur Erforschung der Erde und des Sonnensystems bezeichnet wurde. Viele Amerikaner befürchteten jedoch eine finsterere Verwendung der neuen Raketen- und Satellitentechnologie der Sowjets, die den US-Weltraumbemühungen anscheinend weit voraus war. Sputnik war etwa zehnmal so groß wie der erste geplante US-Satellit, der erst im nächsten Jahr gestartet werden sollte. Die US-Regierung, das Militär und die wissenschaftliche Gemeinschaft wurden von der sowjetischen technologischen Errungenschaft überrascht, und ihre gemeinsamen Bemühungen, die Sowjets einzuholen, läuteten den Beginn des „Weltraumrennens“ ein.

Der erste US-Satellit, Forscher, wurde am 31. Januar 1958 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt hatten die Sowjets bereits einen weiteren ideologischen Sieg errungen, als sie einen Hund an Bord in die Umlaufbahn brachten Sputnik 2. Das sowjetische Raumfahrtprogramm erreichte in den späten 1950er und frühen 1960er Jahren eine Reihe weiterer Weltraumpremieren: erster Mann im Weltraum, erste Frau, erste drei Männer, erster Weltraumspaziergang, erste Raumsonde, die den Mond umkreist, erste Raumsonde , als erstes auf die Venus einschlagen und das erste Schiff, das auf dem Mond weich landet. Allerdings machten die Vereinigten Staaten Ende der 60er Jahre mit dem Apollo-Mondlandeprogramm, das erfolgreich zwei landete, einen großen Sprung nach vorne im Weltraumrennen Apollo 11 Astronauten auf der Mondoberfläche im Juli 1969.


Sputnik 2

Sputnik 2 (Russische Aussprache: [ˈsputʲnʲɪk] , Russisch: Спутник-2 , Satellit 2), oder Prosteyshiy Sputnik 2 (PS-2, Russisch: ростейший утник 2, Einfachster Satellit 2) war die zweite Raumsonde, die am 3. November 1957 in die Erdumlaufbahn gestartet wurde, und die erste, die ein lebendes Tier trug, einen sowjetischen Weltraumhund namens Laika. Laika starb auf der vierten Umlaufbahn aufgrund einer Überhitzung durch eine Fehlfunktion der Klimaanlage. [2]

Sputnik 2 wurde von der UdSSR ins Leben gerufen und war eine 4 Meter hohe (13 ft) kegelförmige Kapsel mit einem Basisdurchmesser von 2 Metern (6,6 ft), die etwa 500 Kilogramm wog, obwohl sie nicht zum Trennen ausgelegt war vom Raketenkern, der es in die Umlaufbahn brachte, wodurch die Gesamtmasse in der Umlaufbahn auf 7,79 Tonnen (17.200 lb) erhöht wurde. [3] Es enthielt mehrere Fächer für Funksender, ein Telemetriesystem, eine Programmiereinheit, ein Regenerations- und Temperaturkontrollsystem für die Kabine und wissenschaftliche Instrumente. Eine separate versiegelte Kabine enthielt den Hund Laika.

Technische und biologische Daten wurden mit dem Tral D-Telemetriesystem übertragen, das während jeder Umlaufbahn 15 Minuten lang Daten zur Erde übermittelte. An Bord waren zwei Photometer zur Messung der Sonnenstrahlung (Ultraviolett- und Röntgenstrahlung) und der kosmischen Strahlung. Eine Fernsehkamera mit 100 Zeilen lieferte Bilder von Laika. [4] Sputnik 2 wurde nur 32 Tage nach seinem Vorgänger Sputnik 1 ins All geschossen. Aufgrund des großen Erfolgs von Sputnik 1 befahl Nikita Chruschtschow Sergei Korolev wieder an die Arbeit, um einen Sputnik 2 zu entwickeln, der zum 40-jährigen Jubiläum für den Weltraum bereit sein musste der bolschewistischen Revolution. [5]

Der Plan für Sputnik 1 und Sputnik 2 wurde von Korolev initiiert und vorgestellt und im Januar 1957 genehmigt in den Weltraum wegen der anhaltenden Probleme mit der Interkontinentalrakete R-7, die für den Start eines Satelliten dieser Größe erforderlich wäre. "Korolev schlug vor, den IGY-Satelliten durch zwei 'einfache Satelliten' zu ersetzen." Die Entscheidung, diese beiden zu starten, anstatt auf die Fertigstellung des fortschrittlicheren Sputnik 3 zu warten, wurde hauptsächlich durch den Wunsch motiviert, einen Satelliten vor den USA in den Orbit zu bringen.


Sputnik

Am 4. Oktober 1957 startete die Sowjetunion mit Sputnik das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das die Erde umkreiste. Mit einem Schlag stellte dieses 184 Pfund schwere Objekt die Vormachtstellung der Vereinigten Staaten in Wissenschaft, Industrie und Militärmacht in Frage. Sputnik, was „Satellit“ bedeutet und grob übersetzt „Mitreisender“ bedeutet, wurde von einem . ins Leben gerufen R7 Semiorka Rakete. Die Rakete wurde von Tyuratam in der Nähe von Baikonur in Kasachstan, damals Teil der Sowjetunion und heute ein unabhängiges Land, gestartet. Sputnik sendete 23 Tage lang Pieptöne zurück zur Erde, bis die Batterien leer waren. Es blieb bis zum 4. Januar 1958 in der Erdumlaufbahn, als es beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verglühte. Während seiner anfänglichen Umlaufbahnen betrug sein Apogäum, der am weitesten von der Erde entfernte Punkt seiner Umlaufbahn, 588 Meilen und sein Perigäum, der der Erde am nächsten gelegene Punkt seiner Umlaufbahn, betrug 142 Meilen. Seine Geschwindigkeit während jeder 96-minütigen Umlaufbahn reichte von 16.200 Meilen pro Stunde im Apogäum bis 18.000 Meilen pro Stunde im Perigäum. Der wissenschaftliche Hauptzweck dieses Fluges war die Untersuchung der Dichte der oberen Atmosphäre. Durch das Senden der regelmäßig angeordneten Pieptöne, Sputnik konnte mit großer Genauigkeit positioniert werden und lieferte Informationen über die Atmosphäre, die sie behinderte. Im Spätsommer hatten die Sowjets bekannt gegeben, dass eine Interkontinentalrakete (Interkontinentalrakete) (ICBM) erfolgreich auf eine Höhe von 815 Meilen und eine Geschwindigkeit von 13.700 Meilen pro Stunde getestet worden war. Die geschätzte Reichweite dieser Rakete betrug 5.000 Meilen. Während dieser Zeit hatten die Vereinigten Staaten bei eigenen Tests zwei Misserfolge erlebt Atlas Interkontinentalraketen. Da die USA den sowjetischen Test nicht miterlebt hatten, deuteten sie schnell an, dass die Behauptung unwahrscheinlich sei. Die Atlas Interkontinentalrakete, mit seinem Leitsystem, wurde entwickelt, um eine nukleare Nutzlast von Texas in fast alle Teile der Sowjetunion zu bringen und trug dazu bei, die rasante Beschleunigung des nuklearen Wettrüstens im Kalten Krieg voranzutreiben. Nach dem 4. Oktober ist die beobachtbare Realität von Sputnik, das seinen Weg über den amerikanischen Himmel blitzte, machte die sowjetische Raketenüberlegenheit unbestreitbar. Amerikaner waren schockiert. Der berühmte Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke kommentierte, dass "Ab Samstag wurden die Vereinigten Staaten eine zweitrangige Macht"" Der berühmteste Raketenwissenschaftler des Landes, Wernher von Braun, beobachtete, dass "The" Der Fortschritt der Sowjets im Weltraum ist erschreckend." Ein unmittelbares Ergebnis von Sputnik war ein wiederbelebtes Interesse an naturwissenschaftlicher und technischer Bildung in den Vereinigten Staaten. Das U.S. Office of Education hatte gerade einen Bericht über den Stand des amerikanischen Bildungswesens herausgegeben. Es schätzte, dass der typische sowjetische Student in Bezug auf Naturwissenschaften nach 10 Jahren so weit fortgeschritten war wie amerikanische Studenten nach 12 Jahren . Später Sputnik Missionen enthalten die 250-Pfund Sputnik 2, die am 3. November 1957 mit dem ersten Hund gestartet wurde, der die Erde umkreiste, und anschließend Sputnik 3 am 15. Mai 1958 mit einem Miniatur-Physiklabor an Bord.


Das Sputnik-Programm

Das Sputnik-Programm war eine Serie von fünf Weltraummissionen, die Ende der 1950er Jahre von der Sowjetunion gestartet wurden. Es gibt eine Vielzahl anderer Klassen sowjetischer Raumfahrzeuge, die von den Amerikanern als "Sputniks" bezeichnet werden, aber nur die ersten fünf waren Teil des sowjetischen Sputnik-Programms. Das erste dieser Raumschiffe, Sputnik 1, war der erste künstliche Satellit, der jemals in die Umlaufbahn geschossen wurde, und begann damit effektiv das "Weltraumrennen" zwischen den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion.

Der Ukrainer Sergej P. Korolev, ein Raketenkonstrukteur im sowjetischen Interkontinentalraketenprogramm, gilt weithin als Begründer des sowjetischen Raumfahrtprogramms. 1944 hatte Korolev das sowjetische Äquivalent zur deutschen V2-Rakete, die R-1, entwickelt. Einige Designänderungen später, im Jahr 1957, wurde Korolevs R-7 entwickelt, die stark genug war, um einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen. Als Teilnehmer des "Internationalen Geophysikalischen Jahres" arbeiteten die Russen an einem Satelliten mit wissenschaftlicher Nutzlast, aber es ging nur langsam voran, und es bestand die Dringlichkeit, die Amerikaner ins All zu schlagen. Da die R-7 fertig war, entwarf Korolevs Team einen Barebone-Satelliten, einen einfachen piependen Orbiter, der als Sputnik 1 bekannt wurde.

Sputnik 1 wurde am 4. Oktober 1957 gestartet. Der Satellit hatte einen Durchmesser von 23 Zoll und wog ungefähr 184 lb. Jede seiner elliptischen Umlaufbahnen um die Erde dauerte etwa 96 Minuten. Eingerichtet, um auf 20 und 40 MHz einen Piepton zu senden, wurde sein Signal 22 Tage lang sowohl von Wissenschaftlern als auch von Amateurfunkern weltweit empfangen, bis die Bordbatterien am 26. Oktober 1957 leer waren. Sputnik 1 wurde auch mit Instrumenten zur Messung der Dichte der Erdatmosphäre ausgestattet. Berechnungen basierend auf den letzten Signalen des Satelliten und der Verschlechterung seines Bahnprojekts, das Sputnik 1 am 4. Januar 1958 in die Atmosphäre brannte. Einige Hinweise deuten darauf hin, dass Teile des Raumfahrzeugs den Wiedereintritt überlebten.

Sputnik 2, gestartet am 3. November 1957 mit der R-7-Rakete, war das zweite künstliche Raumschiff, das die Erdumlaufbahn erreichte. Dies war auch das erste Raumschiff, das ein Lebewesen trug, einen dreizehn Pfund schweren Hund namens Laika. Sputnik 2 wurde von Korolev und seinem Team in weniger als einem Monat gebaut und war eine dreizehn Fuß hohe kegelförmige Struktur, deren Basis sechseinhalb Fuß maß und ungefähr eine halbe Tonne wog. Verschiedene Fächer enthielten verschiedene wissenschaftliche Instrumente Laika

hatte ihre eigene, abgedichtete Kabine. Ursprünglich soll sie 7 Tage überlebt haben, 2002 veröffentlichte Dokumente zeigten, dass Laika aufgrund von Fehlfunktionen im Thermosteuerungs-Subsystem an einer Überhitzung von mehreren Stunden im Raumflug ums Leben kam. So tragisch dies auch erscheinen mag, der ursprüngliche Plan war, Laika nach 10 Tagen mit vergifteten Lebensmitteln einzuschläfern, da nur genug Sauerstoff für 10 Tage vorhanden war. Es gab keinen Wiedereinstiegsplan. Nach 162 Tagen im Orbit trat Sputnik 2 am 14. April 1958 wieder in die Atmosphäre ein.

Der Satellit Sputnik 3 wurde am 15. Mai 1958 mit der Absicht gestartet, die Ionosphäre zu untersuchen. Dies war der Satellit, der ursprünglich für den ersten sowjetischen Start vorgesehen war. Sputnik 3 hatte wie Sputnik 2 eine konische Form und wog etwa 2.926 Pfund. Es trug 12 wissenschaftliche Instrumente, die entwickelt wurden, um den Druck und die Zusammensetzung der Atmosphäre in den oberen Schichten der Konzentration geladener Teilchen, Photonen in kosmischer Strahlung, schwerer Kerne in kosmischer Strahlung, magnetischer und elektrostatischer Felder und meteorischer Teilchen zu untersuchen sowie die Temperatur zu messen im Raumfahrzeug und auf seiner Oberfläche. Aufgrund eines Ausfalls seines Onboard-Tonbandgeräts konnten Daten von Sputnik 3 nur bei Funkkontakten vom Weltraum zum Boden gesammelt werden. Sputnik 4 blieb bis zum 6. April 1960 in der Umlaufbahn, als sich die Umlaufbahn durch den Widerstand in der oberen Atmosphäre verschlechterte und das Raumfahrzeug in die Atmosphäre brannte.

Sputnik 4 wurde am 14. Mai 1960 gestartet, um die Möglichkeiten der bemannten Raumfahrt zu untersuchen. Es wog ungefähr 3.256 Pfund und enthielt wissenschaftliche Instrumente, um den Betrieb des Lebenserhaltungssystems und die Belastungen des Fluges zu untersuchen, darunter ein Fernsehsystem und eine autarke biologische Kabine mit einer "Attrappe" eines Mannes. Sputnik 4 umkreiste die Erde vier Tage lang und sollte dann eine Wiedereintrittskabine freigeben. Die Kabine startete jedoch Retro-Raketen, die entworfen wurden, um die Kabine zu verlassen, die mit falschen Fluglagedaten abgefeuert wurden und die Kabine weiter in den Weltraum drängten. Die Kapsel trat schließlich am 5. September 1962 wieder in die Atmosphäre ein und hinterließ mindestens einen ihrer Teile in Manitowoc, Wisconsin, USA. Aufgrund von SOS-Signalen, die am 28. November 1960 aus der Nähe von Sputnik 4 empfangen wurden, deuten einige Quellen darauf hin, dass dieser Flug tatsächlich von einem Menschen bemannt wurde.

Sputnik 5 wurde am 19. August 1960 gestartet, der erste Weltraumflug, der tatsächlich lebende Kreaturen unversehrt aus dem Weltraum zurückbrachte. Um die Bewohnbarkeit des Weltraums für den Menschen weiter zu erforschen, trug Sputnik 5 zwei Hunde, Belka und Strelka, zwei

Ratten, vierzig Mäuse, verschiedene Pflanzen und eine menschliche Schaufensterpuppe "Ivan Ivanovich". Sputnik 5 wog 10.141 Pfund und kehrte nach einem Tag im Orbit am 20. August 1960 zur Erde zurück.

Dem Sputnik-Programm folgte das sowjetische Wostok-Programm, das den ersten Menschen ins All beförderte. Sowohl Sputnik 4 als auch 5 gelten als Teil des Vostok-Programms.

Das Sputnik-Programm hatte erhebliche militärische Auswirkungen auf die Welt: Die Interkontinentalraketen, mit denen die Sputnik-Satelliten gestartet wurden, waren auch in der Lage, in weniger als einer Stunde von der Sowjetunion zu ihren militärischen Zielen zu gelangen. Herkömmliche Bomber würden für denselben Flug mehrere Stunden benötigen. Der Status der Sowjets als sehr gefährlicher Feind der Vereinigten Staaten wurde gefestigt und die Spannungen des Kalten Krieges wurden verschärft. In den späten 1950er Jahren sah sich die Sowjetunion sowohl im Weltraumrennen als auch im Kalten Krieg als die stärkere der Supermächte.

Während die US Navy und die Air Force vor dem Start von Sputnik 1 an ihren eigenen Weltraumraketenprojekten arbeiteten, spornte dieses Ereignis die US-Regierung im Februar 1958 zur Gründung der Defense Advance Research Projects Agency (DARPA) und der National Aeronautics an und Space Agency (NASA) im Juli 1958. Die National Science Foundation erhielt 1959 vom US-Kongress fast 100 Millionen Dollar mehr als im Vorjahr. Die Angst, das Weltraumrennen zu verlieren, veranlasste auch die Weiterentwicklung des Bildungssystems im Kongress der Vereinigten Staaten, der 1958 den National Defense Education Act (NDEA) verabschiedete Schwerpunkt Mathematik und Physik.

Das Internationale Geophysikalische Jahr dauerte vom 1. Juli 1957 bis 31. Dezember 1958. An dieser internationalen wissenschaftlichen Veranstaltung nahmen sowohl die USA als auch die UdSSR teil. Obwohl der Start von Sputnik 1 oft als Beginn des Weltraumrennens bezeichnet wird, kämpften beide Länder bereits um die erste Weltraummacht. Da das Weltraumrennen während des Kalten Krieges stattfand, war Geheimhaltung ein Muss. Aufgrund der Geheimhaltung dieser sowjetischen Weltraummissionen und der Desinformationstaktik sind viele Fakten über die Sputnik-Satelliten umstritten. Viele geheime Dokumente wurden seitdem der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, aber viele Geheimnisse wurden geheim gehalten.


Das wissenschaftliche Erbe von Sputnik

Diese Woche vor fünfzig Jahren sah Sputnik-Chefdesigner Sergei Koroljow zu, wie eine modifizierte russische Rakete mit einer ganz besonderen Nutzlast aus den einsamen Steppen Kasachstans ins All schoss.

Sputnik 1 ("Reisebegleiter" auf Russisch) war etwa so groß wie ein Basketball und wog etwa 180 Pfund. Es war mit zwei Funksendern und vier langen Antennen ausgestattet, die 21 Tage lang einen konstanten Piepton aussendeten, während sie die Erde umkreisten.

Sputniks Launch hat die Welt verblüfft und auch verändert. Es läutete auf dramatische Weise ein neues "Weltraumzeitalter" ein, löste eine Identitätskrise in den Vereinigten Staaten aus, führte zur Gründung der NASA und begann einen heftigen Wettlauf zwischen den beiden Supermächten der Welt, einen Menschen auf den Mond zu bringen.

Sputnik berührte alle Lebensbereiche. Für Politiker bot seine Einführung eine neue und wirkungsvolle Möglichkeit, Patriotismus zu schüren. Der Sieg im Weltraumrennen sei nicht nur eine Frage der nationalen Sicherheit, sondern auch des Nationalstolzes.

Für Ingenieure stellte das Raumfahrtzeitalter eine Reihe neuer gewaltiger technologischer Hürden dar, die es zu überwinden galt. Die Ingenieure waren die Aufgabe, Maschinen zu erfinden, die der Schwerkraft der Erde entkommen und den Mond erreichen können, sowie Wege, um Menschen im Weltraum am Leben zu erhalten und vom Boden aus mit ihnen zu kommunizieren.

Für Leute mit militärischer Denkweise repräsentierte Sputnik eine großartige und beängstigende neue Art, Krieg zu führen. Dieselbe Technologie, die benötigt wird, um einen Satelliten in den Weltraum zu schleudern, könnte auch angepasst werden, um einen nuklearen Sprengkopf aus einer halben Welt auf Ihre Feinde zu schleudern.

Für Umweltschützer waren die vollständigen Fotos unseres Planeten, die aus dem Weltraumzeitalter entstanden, ein mächtiges Propagandainstrument. Die "Blauer Marmor“ Das von der Besatzung von Apollo 17 aufgenommene Bild sprach Bände über die Zerbrechlichkeit der Erde und die Verbundenheit von Leben und Menschheit.

Aber all diese Dinge würden später kommen. Die ersten Menschen, die die Bedeutung von Sputnik vollständig verstanden und seine Technologie genutzt haben, waren wohl Wissenschaftler, für die die piepsende Metallkugel eine radikal neue Art der Erforschung unseres Planeten und des Universums darstellte.

Nur drei Monate nach dem Start von Sputnik machten Wissenschaftler ihre erste große Entdeckung des Weltraumzeitalters. Der amerikanische Wissenschaftler James Van Allen überzeugte Ingenieure, einen Geigerzähler, den sein Team entwickelt hatte, an den ersten amerikanischen Satelliten zu befestigen. Entdecker 1, gestartet am 31. Januar 1958. Das Experiment bestätigte die Existenz des Erdmagnetfeldes, indem es eine Donut-förmige Region hochenergetischer Teilchen entdeckte, die den Planeten umkreisten. Wissenschaftler wissen jetzt, dass die Erde zwei solcher "Van Allen Belts" hat, die sowohl für Satelliten als auch für Astronauten gefährlich sein können.

Schub für die Wissenschaft

Die Einführung von Sputnik zwang die Amerikaner, ihre Vorstellung von der technologisch fortschrittlichsten Nation der Welt zu überdenken. "Viele Leute waren verblüfft, dass ausgerechnet die Russen es schaffen konnten", erinnerte sich William Burrows, Autor von Dieser neue Ozean, eine ausführliche Chronik des Raumfahrtzeitalters.

"Die Kommunisten prahlten damit, dass sie das Flugzeug, das Radio, das Fernsehen, die Raketen und so weiter erfunden haben, also machten die Amerikaner Witze, die [sie] wahrscheinlich auch für die Erfindung von Baseball und Kaugummi einnahmen", sagte Burrows. "Wir haben gelacht und sie verspottet. Dann Sputnik. POW! Sie hatten wirklich Muskeln."

Was folgte, war ein beispielloser Vorstoß in den Vereinigten Staaten, die Jugend des Landes in Naturwissenschaften und Mathematik auszubilden. 1958 verabschiedete der Kongress den National Defense Education Act, um Stipendien für angehende Wissenschaftler, Ingenieure und Mathematiker zu vergeben.

"Sputnik hat alle dazu gebracht, ernsthafter über Wissenschaft und Technologie nachzudenken", sagte David Thompson, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland.

Angehende Astronomen

Der Vorstoß der US-Regierung für wissenschaftliche Bildung wurde durch Sputnik in vielerlei Hinsicht erleichtert. Der Satellit war ein technologisches Wunderwerk, das eine ganze Generation von Studenten inspirierte – und nicht nur angehende Ingenieure. Einige Astronomen führen ihr Interesse am Weltraum bis in die Sputnik-Ära zurück.

"Alle wollten versuchen, diese Satelliten zu sehen, die gerade gestartet wurden, und ich ging raus und sagte: 'Wissen Sie, diese anderen Dinge am Himmel sind interessanter'", sagte Thompson. "Da draußen gibt es Sterne und Planeten.'"

"Ich war ein Kind und es klang sehr aufregend", sagte Mario Livio, ein leitender Astronom am Space Science Telescope Institute in Maryland. "Der erste Name, an den ich mich damals erinnerte, war ein 'künstlicher Mond'. Das ging natürlich mit eigenen Gefühlen einher: ‚Der Mensch hat seinen eigenen künstlichen Mond erschaffen.‘“

Bleibendes Erbe

Für viele Wissenschaftler sind Sputniks größtes Vermächtnis die Weltraumobservatorien wie Hubble, für die es den Weg geebnet hat.

Weltraumteleskope „eröffneten neue Wellenlängenbereiche oder verbesserten die Fähigkeiten in einem bestimmten Bereich um den Faktor zehn“ im Vergleich zu Bodenteleskopen, sagte Livio SPACE.com.

"Die Studien des Mikrowellenhintergrunds aus dem Weltraum begannen mit COBE und wurden bis WMAP", sagte Steven Weinberg, Nobelpreisträger für Physik, der an der University of Texas in Austin arbeitet. "Das hat die Kosmologie wirklich zu einer Präzisionswissenschaft gemacht und uns den besten Beweis für die Inflation geliefert."

Andere meinen, Sputniks Beiträge zur Wissenschaft seien subtiler. Das Raumfahrtzeitalter ermutigte auch Wissenschaftler aller Disziplinen, neue Ideen zu entwickeln, sagte der Raumfahrthistoriker Roger Launius, Vorsitzender der Abteilung für Weltraumgeschichte am National Air and Space Museum der Smithsonian Institution in Washington, D.C.

"Wir hatten in der Vergangenheit keine Ahnung, bis wir anfingen, den Weltraum zu erkunden, welche potenziellen Gefahren und Chancen es da draußen gab", sagte Launius. "Wann hat die Theorie, dass die Dinosaurier ein plötzliches Massenaussterben als Folge von ein Asteroid auftauchen? Wären wir nicht ins All geflogen, hätten wir das nie als Möglichkeit in Betracht gezogen."


Sputnik

Der erste künstliche Satellit, Sputnik 1, wurde am 4. Oktober 1957 gestartet. Der Satellit enthielt zwei Funksender, die so konstruiert waren, dass ihre Signale von Funkamateuren problemlos empfangen werden konnten. Es wog nur 183,9 lbs (83,6 kg) und umkreiste in 96-98 Minuten mit 18.000 mph (29.000 km/h).

Der Funksender an Bord sendete mit 20.005 und 40.002 MHz. Das Signal wurde von Funkamateuren auf der ganzen Welt überwacht. Am 26. Oktober 1957 waren die Batterien leer und die Umlaufbahn zerfiel, bis sie am 4. Januar 1958 wieder in die Atmosphäre eintrat und verglühte.

Sputnik selbst gab keinen Ton von sich. Das Signal funktionierte wie die Umschlüsselung einer Morse-Funktaste, daher hängt die Tonhöhe von der Tonhöhe ab, die von der Ausrüstung des Funkamateurs eingestellt wurde.

Sputnik 2

Nur 32 Tage später startete Sputnik 2 am 3. November 1957 mit dem Hund Laika und einem Gewicht von 508,3 kg. Dies bedeutete, dass es groß genug war, um ein Sprengkopf zu sein. Laika überlebte wegen unerwarteter Überhitzung nur wenige Stunden, aber der Satellit blieb 162 Tage im Orbit.

Sputnik-Zeitleiste:

  • 1954 – Als zweiter Teil (hinter den Bemühungen in der Antarktis) des IGY NSF-Budgets sollte ein experimenteller Satelliten gestartet werden (Entwurf einer Resolution in der 3. Augustwoche 1954, angenommen am 25. September von der IUGG). Satelliten wurden mindestens 1952 in den Lincoln Labs diskutiert, 1954 gab es eine RAND-Studie
  • 1955 -- Sowjetische Absicht, Satelliten zum Internationalen Geophysikalischen Jahr zu starten
  • 1956 -- Eisenhower gibt die Absicht der USA bekannt, einen Satelliten zum Internationalen Geophysikalischen Jahr zu starten
  • 1957, 4. Oktober -- Sputnik gestartet
  • 18. Oktober – Rede von J. F. Kennedy an der University of Florida zum „Alter von“ Sputnik“ fordert eine zivile Weltraumbehörde und eine Verschärfung der wissenschaftlichen Standards an US-Schulen
  • 3. November -- Sputnik 2 mit dem Hund Laika gestartet. Sputnik 2 wiegt 508,3 kg/ 1.100 lbs
  • 7. November – Präsident Eisenhower ernennt Killian zum ersten Sonderassistenten des Präsidenten für Wissenschaft und Technologie, auch bekannt als Presidential Science Adviser
  • Ende November – Senator Lyndon Johnson und Richard Russell leiten eine Untersuchung ein und Johnson leitet die Senatsanhörung „Untersuchung zu Satelliten- und Raketenprogrammen“.
  • 6. Dezember -- Vangard Rakete hebt 4 Fuß, fällt und explodiert. 1,3 kg Satellit („die Grapefruit“ fällt ins Gebüsch und beginnt, Signale zu senden)
  • 1958, Projekt 137 (Physik-Sommerprogramm)
  • Februar -- ARPA, später DARPA erstellt
  • 2. September – National Defense Education Act verabschiedet, einschließlich Judd-Änderung zur Einführung des Bundesprogramms für Studentendarlehen
  • 1959, Februar – USA starten ersten erfolgreichen Satelliten
  • Dezember -- Physiker (darunter IEEE Fellow Charles Townes, Erfinder des Lasers und später Nobelpreisträger) treffen sich in Los Alamos und starten JASON als Sommerstudienprogramm
  • 1960 (FY) – DOD beschlagnahmt spezielle 17 Millionen US-Dollar

Quellen:

Tschertok, Raketen und Menschen, Band 2: Aufbau einer Raketenindustrie


Astronauticsnow.com

(Gewinner eines Preises 2006 der International Academy of Astronautics)

P. 333 &ndash Korolevs Memo mit der Bitte um Erlaubnis zum Start eines künstlichen Satelliten

P. 334 &ndash Sputnik-Leistungsmerkmale

P. 338 &ndash Rivalität bei der Geheimhaltung der sowjetischen ballistischen Raketen und des Weltraum-Establishments

P. 345 &ndash Vergleichsgrößen der ersten sowjetischen und amerikanischen Weltraumraketen

P. 375 &ndash Vergleichsgrößen und Massen von Sputnik 1, Explorer 1 und Vanguard 1

P. 376 &ndash Zeitleiste der wichtigsten Entwicklungen auf dem Weg zur Interkontinentalrakete und ersten Satelliten

Kapitel 15. Der Durchbruch

(60 Seiten mit 35 Fotos und Abbildungen die meisten Abbildungen sind in der Webversion nicht abgebildet)
von Blazing the Trail

Ursprünge der sowjetischen Interkontinentalraketen. Michail Tikhonravov. Raketenpaket. R-7 Interkontinentalrakete. Motoren von Valentin Glushko. Vassilii Mischin und Raketenaufhängung. Sergej Koroljow. R-7 und Atlas. Schwierige Starts. Zerfallener Sprengkopf. Grigorii Kisunko. R-7 (SS-6) eingesetzt. Künstlicher Satellit. Internationales Geophysikalisches Jahr (IGY). Objekt D. "Wir bitten um Erlaubnis." Einfachster Satellit PS. Start am 4. Oktober 1957. Sputnik im Orbit. Korolev unter seinem richtigen Namen. Zwei neue Sterne. Chefdesigner von Weltraumsystemen. Unerwartete Sputniks Funkfrequenzen. Krönender Erfolg. Rivalität im Raketen- und Raumfahrtbetrieb. Glushkos Energia-Buran. Schleier der Geheimhaltung. Chefdesigner Sergei Korolev und Cheftheoretiker Mstislav Keldysh. Beginn der R-7 Semyorka. Loadstar spricht für den Sozialismus. Amerikanische Reaktion auf Sputnik. Schlechter Stand der naturwissenschaftlichen Ausbildung. Weltraum Pearl Harbor. Sowjetische und amerikanische Bildung und Wissenschaft. Beschlossen, uninformiert zu bleiben. Sputnik-Wirkung unterschätzt. Fehlende Priorität. Auserwählt, geschlagen zu werden. Objekt D gestartet. Amerikanische Raketen schließen die Lücke. Bemannte Raumfahrt. Sowjetisches Wostok-Programm. Erster Mensch im Weltraum - Yurii Gagarin. Unermüdliche Pflege der Kommunistischen Partei. Entdecker und Vorhut. IGY. Projekt-Orbiter. NRL-Vorschlag. Killian-Bericht. Ankündigung des Präsidenten und sowjetische Antwort. Stewart-Ausschuss. Auswahl von Vanguard und Beendigung von Orbiter. NRL- und Martin-Teams. Neue Trägerrakete. Kraftwerk. Umfangreiches Programm. Minitrack. Weltweites Netzwerk. Vorgänger von STDN. Optisches Tracking-System. Genaue Zeit. Computer für die Satellitenverfolgung. Wissenschaftliche Instrumente. Erfolg von TV-0 und TV-1. Baby-Satellit. Solarzellen. Die Aufmerksamkeit richtet sich auf Vanguard. Jupiter C. Hydyne. 20. September 1956. "Verpasste das Boot 1956." TV-3 explodiert. Armeeführer in Redstone. Medaris stürmt voraus. Microlock. Entdeckung von Strahlungsgürteln. Mikrometeoritensensoren. Passive thermische Kontrolle. Raumschiff drehen. Explorer 1 im Orbit. Entwicklung der Spin-Achse von Explorer 1. Tanzen in den Straßen von Huntsville. Vorhut 1 im Orbit. Das älteste von Menschenhand geschaffene Objekt im Orbit. Geburt der NASA. Platzfreiheit akzeptiert. Nationale Weltraumbemühung. Wissenschaftlicher Berater des Präsidenten. Nationale Debatte. Wissenschaftlich-technologische Elite. Nationales Luft- und Raumfahrtgesetz. T. Keith Glennan. NACA-Zentren. Übertragung von JPL. Marshall Space Flight Center. Weltraumzentrum Beltsville. Wissenschaft und Anwendungen. Kommunikationssatelliten. Echo-Satelliten. Zentrum für bemannte Raumfahrzeuge. Sieben Merkur-Astronauten. Weltraumzeugnis für 1960. Kennedy fordert die Nation heraus. "Ich glaube, wir sollten zum Mond fliegen."

Der sowjetische Durchbruch ins All lässt sich direkt auf den Regierungsbeschluss vom 4. 1996, 73). Der stellvertretende Premierminister Vyacheslav A. Malyshev schränkte die technischen Spezifikationen des Ziels im Oktober 1953 ein und forderte die Lieferung einer Nuklearladung mit einer Masse von 3000 kg (6600 lb) und einer Gesamtmasse des Sprengkopfes von 5500 kg (12.200 lb).

Das Konstruktionsbüro von Sergei Korolev befürwortete diese Initiative, eine Interkontinentalrakete zu entwickeln, die einen Atomsprengkopf in jedes Gebiet der Welt und insbesondere in das Territorium des Hauptgegners transportieren kann. (Der sowjetische Volksmund reservierte den Begriff "der Hauptgegner" für die Vereinigten Staaten.) Führende sowjetische Spezialisten und ihre riesigen Konstruktionsbüros, Forschungsinstitute und Produktionsstätten würden zu dem Programm beitragen, das sich auf Antrieb, Lenkung, Navigation, Kontrolle, Kommunikation, Telemetrie und andere wichtige Raketensysteme. Der Regierungserlass vom 20. Mai 1954 machte das Interkontinentalraketen-Programm zu einer der höchsten nationalen Prioritäten.

Die neue ballistische Interkontinentalrakete mit der Bezeichnung R-7 (SS-6 Sapwood) hatte eine zentrale Stufe und vier Seitenteile, die am zentralen Kern befestigt waren. Jeder Abschnitt war mit einem eigenen Motor ausgestattet. Ein erfahrener sowjetischer Raketenwerfer Mikhail K. Tikhonravov, der in den 1930er Jahren einer der Teamleiter der GIRD war, beschrieb ein Konzept mehrerer mechanisch verbundener Raketen in einem "Paket" oder "Paket" (Paket in russischer Sprache) im Juli 1948. (Tikhonravov brachte Tsiolkovskys Gedanken zu diesem Thema aus dem Jahr 1934 vor.) Drei Jahre später schlug Korolev in einem technischen Bericht ein Paket von Raketen unterschiedlicher Größe vor, im Gegensatz zu den identischen Raketen des ursprünglichen Konzepts. Ab den späten 1940er Jahren arbeitete Tikhonravov in einem militärischen Raketenforschungsinstitut, NII-4, wo seine Gruppe theoretische Grundlagen für die praktische Arbeit legte, die an der ersten Weltraumrakete und dem ersten künstlichen Satelliten folgte. Tikhonravov trat 1956 Korolevs OKB-1 bei. Dort trug er maßgeblich zum Entwurf des ersten Satelliten, des ersten bemannten Raumschiffs und des ersten sowjetischen Weltraumaufklärungssystems bei. Es war Berichten zufolge Tikhonravov, der für die Verwendung des Wortes plädierte kosmonavt, oder Kosmonaut, auf Russisch statt auf Amerikanisch Astronaut (astronavt auf Russisch). (siehe ausführliche Diskussion) Tikhonravov ging 1960 in den Ruhestand.

Alle fünf Raketentriebwerke der R-7 wurden gleichzeitig gestartet. Die mittlere Haltesektion war für eine Brenndauer von 283 s ausgelegt, während die Brenndauer der vier Seitensektionen 115 s betrug. Alle Seitenteile wurden nach dem Abschneiden gleichzeitig getrennt. Die R-7 wurde üblicherweise als zweistufige Rakete bezeichnet, ähnelte jedoch der "eineinhalbstufigen" Konfiguration des amerikanischen Atlas.

Valentin P. Glushkos OKB-456 konstruierte und baute Flüssig-Sauerstoff-Kerosin-Triebwerke für die R-7. Die Triebwerke erzeugten jeweils 80–90 Tonnen Schub und erreichten einen spezifischen Impuls von 250 s auf Meereshöhe. Die vollgetankte Rakete wog beim Start 280 Tonnen, das Trockengewicht 27 Tonnen. Der Sprengkopfabschnitt, die "Nutzlast", machte etwa 5000 kg aus. Die projizierte Raketenreichweite betrug 8000 km (5000 Meilen) mit einer Aufprallgenauigkeit von ±10 km (±6 Meilen). Nach der Idee von Koroljows Stellvertreter Vassilii P. Mischin wurde die R-7 auf der Startrampe an den vier seitlichen Masten aufgehängt, die den Raketenkörper etwas höher als sein Schwerpunkt hielten. Diese ausgeklügelte Aufhängungsmethode verringerte die auf die Basis der vollgetankten Rakete wirkenden Lasten, die auf einer Unterlage standen, und ermöglichte somit eine Reduzierung des strukturellen Gewichts des Raketenkörpers.

Die R-7 war deutlich schwerer und höher als die Interkontinentalrakete von Atlas. Als das Atlas-Programm im Januar 1951 als MX-1593 neu gestartet wurde, forderte es die Lieferung eines 3600 kg schweren Gefechtskopfes durch eine 49 m hohe Rakete mit einer Startmasse von 304.000 kg. und angetrieben von einem zentralen (Sustainer) und vier oder sechs seitlichen (Booster) Motoren. In the spring of 1953, the Atlas had “become,” on paper, smaller as a result of the projected reduction of the warhead mass and improved engine performance, the latter because of a more efficient kerosene-oxygen-propellant combination. The then-envisioned rocket had height 110 ft (33.5 m), mass 440,000 lb (200,000 kg), one central sustainer, and four jettisonable side engines. This variant of the American missile was strikingly similar to the configuration and the height of the R-7, though the Atlas was somewhat lighter. As the nuclear weapons technology advanced further, the mass of the American warheads became smaller, and their higher yields led to relaxation of the missile accuracy requirement, the circular error probable (CEP), to 1 mile (1.6 km) from the original 1500 ft (460 m). These improvements in warheads allowed reduction of the number of Atlas's side engines to two and consequently made the American ICBM significantly smaller and lighter than the Soviet R-7.

Figure 15.9 (from: M. Gruntman, Blazing the Trail. The Early History of Spacecraft and Rocketry, AIAA, Reston, Va., 2004).
The first Soviet ICBM R-7 was significantly larger and heavier than the first American ICBM Atlas. The modified R-7 deployed the first artificial Earth satellite Sputnik and later launched the first cosmonaut Yurii Gagarin. The first American satellite Explorer I was put into orbit by the Juno-1, a variant of the Jupiter C modified for satellite launch. By the end of 1958, all three shown American rockets, Juno-1, Vanguard, and modified Atlas, launched satellites into Earth orbit. Figure courtesy of Mike Gruntman.

Korolev rushed the development of the R-7. The first nonflight model of the missile arrived to the Tyuratam test site for training of the ground crews in December 1956. The first flight model followed on 3 March 1957. Everything was now ready for the ICBM test launch on a full range. The target impact area was instrumented 6314 km (3924 miles) away at the Kamchatka Peninsula. Fifteen tracking and observation stations with radars and optical equipment spanned a huge distance across the Soviet Central Asia and Siberia to monitor the flight.

The first launch of the R-7 was attempted on 15 May 1957. The service crews did not have experience in handling such a large and complex rocket and prelaunch ground testing lasted almost ten days. Tests of the electrical systems alone took more than 110 hours. The ambitious first test flight was nominal during the first 70 s. The later report to the Central Committee of the Communist Party of the USSR stated that

beginning with the 97th second [of flight], large angular deviations of the rocket [orientation] appeared because of the loss of control due to fire in the tail section of one of the side engines which had begun from the moment of the launch. Because of this development, the engines were automatically shut down . at the 103th second of flight. (Derevyashkin and Baichurin 2000, 68)

The rocket fell 400 km (250 miles) downrange. The cause of the fire was traced down to a leak in a kerosene fuel pipe. The evaluation of the rocket failure involved examination of the telemetry recorded on oscilloscope photographic films 20 km long.

The second R-7 test launch was scheduled for 11 June 1957, and was tried, unsuccessfully, three times. Frozen liquid-oxygen valves aborted the first two attempts. Then, the incorrectly mounted valve for nitrogen purge of liquid-oxygen pipes led to failure. The rocket was safely removed from the launching pad and returned to the assembly building.

The third launch was attempted on 12 July. The liftoff was again successful, but the rocket was destroyed after 33 s because of uncontrollable spin caused by the failure of control electronics.

Finally, the fourth launch on 21 August 1957 succeeded, and the R-7 reached its target area at the Kamchatka Peninsula. The simulated warhead did not impact the ground, however, and disintegrated in the atmosphere, although the warhead heat shields were believed to be highly reliable. (Soviet scientist Vsevolod S. Avduevsky directed development of heat shields protecting warheads during atmospheric reentry.) The failure was attributed to a likely collision of the warhead with the rocket second stage after the warhead separated with a too small velocity.

The next successful full-range rocket flight followed on 7 September 1957, but the warhead again disintegrated. The problem was corrected during the next several months by modifying the warhead design and improving the separation system, which included an increase in the delay between the main engine cutoff and warhead separation from 6 to 10 s. The first completely successful ICBM flight was finally accomplished on 29 March 1958.

Six days after the first full-range flight of the R-7 on 21 August 1957, the official Soviet news agency, TASS, declared to the world that the USSR had demonstrated the ICBM. Simultaneously, the successful recent nuclear tests were also announced. The Soviet Union had thus realized the nuclear-tipped ICBM. The first unit armed with the R-7 ICBMs, called SS-6 in the West, was declared operational in December 1959. At the same time, a new branch of the Soviet armed forces, the Strategic Rocket Forces, was activated. On 20 January 1960, the Soviet Army formally accepted the R-7 for deployment and combat duty.

While concentrating on the development of the R-7 ICBM, Korolev continued to advocate launching an artificial Earth-orbiting satellite. Tikhonravov, whose group worked on the satellite since 1948 and who later would become a scientific advisor to the satellite design program, aided Korolev with the "scientific ammunition" for lobbying on behalf of this idea. In 1954 Korolev forwarded Tikhonravov's report “About Artificial Earth Satellite” to the government requesting the permission to establish a special research department in his design bureau focused on the satellite problem.

The Soviet military were not particularly thrilled by the satellite and understandably worried that it might distract Korolev's resources from achieving the ICBM. In July and August of 1955, both the United States and the Soviet Union announced their plans to launch scientific satellites as part of the International Geophysical Year (IGY) scheduled for an 18-month period from July 1957 to December 1958. After these announcements, Soviet officials periodically confirmed the plans to launch a satellite. The Soviet government decree of 30 January 1956 put the Korolev's program in high gear by directing him to design, build, and launch an artificial satellite using a modified R-7 rocket.

The Korolev's satellite, called Object D, was designed to have a total mass 1000–1400 kg (2200–3090 lb), including 200–300 kg (440–660 lb) of scientific payload, and be powered by body-mounted solar cells. The initial launch plans were soon in danger, however, because the R-7's engines demonstrated specific impulse only 304 s in vacuum instead of the projected 309 s. In addition, the development of the scientific payload quickly fell behind the schedule. The new launch date was fixed for the spring 1958.

Knowing about the announced American program to launch a satellite during the International Geophysical Year, Korolev's OKB-1 proposed to quickly launch — in order to beat the American competition — a much simpler and much lighter satellite. On 5 January 1957, Korolev wrote to the USSR Council of Ministers asking for the permission to launch such a satellite. To obtain a positive decision on his request, Korolev was pushing all the “hot buttons” in the Kremlin, emphasizing the progress of the rival American program. The Soviet government acted promptly and approved the OKB-1's proposal on 15 February 1957. The new satellite was called Object PS, (Prosteishii Sputnik), or the simplest satellite. (In Russian, sputnik literally means a fellow traveler or a travel companion.) The development of the originally planned Object D also continued, and it would ultimately be launched on 15 May 1958, as Sputnik 3, with mass 1327 kg (2924 lb) and operated for 692 days.

The new PS-1 was built as a hermetically sealed sphere with a diameter 58 cm (22.8 in.) and pressurized by dry nitrogen at 1.3 atm (19 psi). Two pairs of antennas were 2.4 m (7.9 ft) and 2.9 m (9.5 ft) long. The radio-system transmitter had 1 W of power and sent signals with the duration 0.4 s alternatively at 7.5-m and 15-m wavelengths (approximately 40 and 20 MHz). Three silver-zinc batteries provided power for the satellite and were expected to last for two weeks.

The top-level breakdown of the satellite total mass of 83.6 kg (184.3 lb) was as follows: structure — 13.9 kg (30.6 lb), antennas — 8.4 kg (18.5 lb), and payload — 58.4 kg (128.7 lb). The spacecraft power unit, with mass 51.0 kg (112.4 lb), accounted for 87% of the payload mass.

Launched from Tyuratam on 4 October 1957, the SP-1 has reached the orbit together with the sustainer stage of the rocket. The side sections of the modified R-7 separated from the sustainer on the 116th second of the flight. The main engine of the sustainer, or the second stage, was cut off at an altitude 228.6 km (142.1 miles). The satellite separated from the rocket 20 s later on the 315th second after launch. In addition to 2.73-m/s (9-ft/s) separation velocity, the rocket body was slowed down a little by venting gas remaining in the oxidizer tanks through valves opened in the forward direction.

The Sputnik launch direction followed the trajectory of the ICBM test flights toward Klyuchi at the Kamchatka Peninsula, resulting in an orbit with inclination 65 deg. It was the fifth launch of the R-7 and the first space launch. The first artificial satellite of the Earth, SP-1 or Sputnik 1, had thus been born, and the Russian word "sputnik" entered many languages.

Sputnik orbital parameters Planned Achieved

Perigee altitude, km (mile) 228 (142) 228 (142)

Apogee altitude, km (mile) 1450 (901) 947 (589)

Period, minute 101.5 96.2

The year 1957 was the year of solar maximum of the 11-year solar cycle. Solar activity reaches maximum during this phase of the cycle, and the enhanced solar output in the X-ray and extreme ultraviolet spectral ranges heats the upper atmosphere and ionosphere to the highest temperatures during the 11-year period. As a result, the atmosphere expands outwards, increasing aerodynamic drag on satellites in low-Earth orbit and consequently reducing their lifetime.

Fig. 15.30 (from: M. Gruntman, Blazing the Trail. The Early History of Spacecraft and Rocketry, AIAA, Reston, Va., 2004).
Comparative sizes and masses of the first three Earth satellites, Sputnik 1, Explorer 1, and Vanguard 1. Figure courtesy of Mike Gruntman.

The initial perigee of the Sputnik orbit was rather low at an altitude 228 km (142 miles), and the atmospheric drag was correspondingly high. To make things worse, solar maximum in 1957 was characterized by an unusually high solar activity, much higher than typically observed during solar maxima. As a result, the satellite stayed in orbit only until 4 January 1958, making 1440 revolutions. The rocket sustainer stage made 882 revolutions and reentered the atmosphere on 2 December 1957.

Two new artificial stars thus appeared in the sky. The substantially larger sustainer was seen as a 100 times brighter object in the night sky, and it was much easier to observe it by the naked eye than the barely visible Sputnik. Apparent visual magnitudes of the R-7 sustainer stage and Sputnik were m = +1 and +6, respectively. (The scale of stellar magnitudes assigns smaller values m to brighter stars. The average unaided eye would see stars with apparent visual magnitudes m = +5 and brighter, i.e., m < + 5, under typical conditions.)

The frequencies of Sputnik's transmitter, 20 and 40 MHz, came as a surprise to scientists and engineers because these frequencies were different from the 108 MHz (wavelength 2.77 m) agreed upon by the IGY's committees. Consequently, the Minitrack tracking stations being prepared and deployed for the American satellite program were not able, initially, to track Sputnik. The engineers and technicians improvised and did their best to quickly design, build, and deploy new antennas and to adjust electronic equipment. By mid-October, several American stations already tracked Sputnik, and the whole Minitrack network was ready when the second Soviet satellite, Sputnik 2, was launched in early November.

Chapter 15. The Breakthrough – List of figures (significantly abridged captions)

Fig. 15.1. Air Force Colonel Mikhail K. Tikhonravov, ca. 1951.
Fig. 15.2. The first ICBM R-7 at the Tyuratam missile test range in May–June 1957.
Fig. 15.3. Sergei P. Korolev was the main driving force behind the first ICBM, first artificial satellite, first manned spaceflight, and many other first Soviet satellite systems.
Fig. 15.4. The R-7 ICBM being readied for launch at Tyuratam in May–June 1957.
Fig. 15.5. First artificial satellite Sputnik 1.
Fig. 15.6. Chief designers of space systems on 4 October 1957, in Tyuratam, after the launch of the first artificial satellite of the Earth, Sputnik.
Fig.15.7. The Energia–Buran vehicle combination engraved on the tombstone of Valentin P. Glushko.
Fig. 15.8. Monuments to Sergei P. Korolev and Mstislav V. Keldysh in Moscow.
Fig. 15.9. Comparative sizes of R-7, Atlas, Juno-1 (a variant of the Jupiter C), and Vanguard.
Fig. 15.10. Vostok rocket that launched the first man into space.
Fig.15.11. First cosmonaut Yuri A. Gagarin in Tyuratam on 12 June 1963.
Fig. 15.12. Redstone and Jupiter C missiles.
Fig. 15.13. Donald A. Quarles, 1894–1959, being sworn in as Secretary of the Air Force on 15 August 1955.
Fig. 15.14. Director of Project Vanguard Dr. John P. Hagen with the staff members of Project Vanguard.
Fig. 15.15. Project engineer Donald J. Markarian and operations manager N. Elliot Felt, Jr.
Fig. 15.16. Launch sequence of the three-stage Vanguard rocket.
Fig. 15.17. Minitrack station near Quito, Ecuador.
Fig. 15.18. Baby satellite (Vanguard I).
Fig. 15.19. Juno 1, a modified Jupiter C rocket with an elongated Redstone as the first stage ready for launch of the first U.S. satellite Explorer I on 31 January 1958.
Fig. 15.20. Second and third stages of Jupiter C.
Fig. 15.21. An attempt to launch the Vanguard test vehicle TV-3 ends in failure on 6 December 1957 at Cape Canaveral.
Fig. 15.22. Members of the Army team with a model of Explorer I.
Fig. 15.23. Director of the Jet Propulsion Laboratory William H. Pickering (1910–2004) holds a prototype of the Army satellite Explorer I, December 1957.
Fig. 15.24. Explorer I satellite with the fourth-stage scaled-down Sergeant rocket, January 1958.
Fig. 15.25. Juno 1 on a launching pad on 31 January 1958.
Fig. 15.26. A model of Explorer I displayed by jubilant William H. Pickering (Jet Propulsion Laboratory), James A. Van Allen (State University of Iowa), and Wernher von Braun (Army Ballistic Missile Agency).
Fig. 15.27. Simple model of Explorer I.
Fig. 15.28. This perfect launch from Cape Canaveral on 17 March 1958 deployed the Vanguard I satellite in orbit and demonstrated the new space launch vehicle.
Fig. 15.29. NRL personnel on the top of the gantry crane with the Vanguard I satellite at Cape Canaveral in early 1958.
Fig. 15.30. Comparative sizes and masses of the first three Earth satellites, Sputnik 1, Explorer I, and Vanguard I.
Fig. 15.31. Timeline of major developments on the road to the ICBM and first satellites.
Fig. 15.32. T. Keith Glennan, 1905–1995, became the first NASA administrator in 1958.
Fig. 15.33. A 100-ft (30.5-m)-diam passive communication satellite Echo I during the inflation test in 1959.
Fig. 15.34. The original seven Mercury astronauts were selected in 1959.
Fig. 15.35. Alan B. Shepard in the Freedom-7 Mercury spacecraft before launch on 5 May 1961.
Fig. 15.36. President John F. Kennedy with Wernher von Braun, 19 May 1963.

Origins of Soviet ICBM. Mikhail Tikhonravov. Rocket packet. R-7 ICBM. Engines of Valentin Glushko. Vassilii Mishin and rocket suspension. Sergei Korolev. R-7 and Atlas. Difficult launches. Disintegrated warhead. Grigorii Kisunko. R-7 (SS-6) deployed. Artificial satellite. International Geophysical Year (IGY). Object D. "We are asking for permission . " Simplest satellite PS. Launch on 4 October 1957. Sputnik in orbit. Korolev under his real name. Two new stars. Chief designers of space systems. Unexpected Sputnik's radio frequencies. Crowning achievement. Rivalry in rocket and space establishment. Glushko's Energia-Buran. Veil of secrecy. Chief Designer Sergei Korolev and Chief Theoretician Mstislav Keldysh. Beginning of the R-7 Semyorka. Loadstar speaking for socialism. American reaction to Sputnik. Poor state of science education. Space Pearl Harbor. Soviet and American education and science. Chose to remain uninformed. Sputnik impact underestimated. Lack of priority. Chosen to be beaten. Object D launched. American rockets close the gap. Manned spaceflight. Soviet Vostok program. First man in space - Yurii Gagarin. Tireless care of Communist Party. Explorer and Vanguard. IGY. Project Orbiter. NRL proposal. Killian Report. President’s announcement and Soviet response. Stewart Committee. Selection of Vanguard and termination of Orbiter. NRL and Martin teams. New launch vehicle. Power plant. Comprehensive program. Minitrack. Worldwide network. Predecessor of STDN. Optical tracking system. Precise time. Computers for satellite tracking. Scientific instruments. Success of TV-0 and TV-1. Baby satellite. Solar cells. Attention focuses on Vanguard. Jupiter C. Hydyne. 20 September 1956. "Missed the boat in 1956." TV-3 explodes. Army leaders at Redstone. Medaris charges ahead. Microlock. Discovery of radiation belts. Micrometeorite sensors. Passive thermal control. Spacecraft spin. Explorer 1 in orbit. Evolution of Explorer 1 spin axis. Dancing in the streets of Huntsville. Vanguard 1 in orbit. The oldest man-made object in orbit. Birth of NASA. Freedom of space accepted. National space effort. Presidential science advisor. National debate. Scientific-technological elite. National Aeronautics and Space Act. T. Keith Glennan. NACA centers. Transfer o f JPL. Marshall Space Flight Center. Beltsville Space Center. Science and applications. Communication satellites. Echo satellites. Manned Spacecraft Center. Seven Mercury astronauts. Space report card for 1960. Kennedy challenges the nation. "I believe we should go to the Moon."


How Sputnik Changed America

The year was 1957, the date was Oct. 4 and Americans everywhere were looking up. Something new was in the stars, something never before seen.

What they were seeing was Sputnik, a 22-inch, 184-pound, man-made satellite, which the Soviet Union launched into space.

A full-scale replica hangs today at the Smithsonian Air and Space Museum in Washington, where Von Hardesty works as a curator.

"When you think about the context of 1957, for the first time, something created by human beings had been thrust out of this well of gravity and put into orbit," Hardesty told Sunday Morning host Charles Osgood. "And to see that thing streak across the sky, it would just leave you in awe."

But awe was not the only thing Americans felt. With the Cold War in full swing, Russia had succeeded where the United States had only been making plans, and many Americans were appalled.

"We were caught off guard," Hardesty said. "And of course Eisenhower took a lot of the heat for that because although he tried to reassure the country, everything he said seemed to exude complacency, inertia and inactivity."

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"Now as far as the satellite itself is concerned, that doesn't raise my apprehensions one iota, except as I pointed out it does definitely prove the possession by the Russian scientists of a very powerful threat," Eisenhower told the American people.

"There was such great uncertainty about the military implications of the launch," Hardesty said. "The '50s was filled with a lot of Cold War mentality and fears. Fear of the bomb."

David Hoffman has just finished directing a documentary called "Sputnik Mania", where fear is a prevailing theme.

"I can't think of a time where we were that afraid, even at Pearl Harbor, even at 9/11," he said. "This was a frightening time."

But what was frightening for adults was actually inspiring for many kids. The 1999 film "October Sky" depicts a generation obsessed with launching rockets.

"All over America, boys by the thousands wanted to help America win, beat the Russians," Hoffman said. "How were they going to do it? Launch rockets. And they built effectively pipe bombs with wings."

Back in the classroom, those same kids encountered a school system suddenly in flux, thanks to a growing paranoia that Soviet education was superior.

"When I was in college, I read a Life Magazine account and they made that contrast," Hoffman said. "They went to some high school in Chicago, I believe, and showed my generation out there - dancing and all the frivolity. And then the Soviet student is shown working at his desk on calculus at midnight, with a light bulb over his head. Our entire educational structure changed. There were programs in schools that didn't exist before. There was homework assignments by the hours a night. There were special classes for smart kids."

With science and space travel a new priority, the next American president was quick to make bold promises.

"I believe that this nation should commit itself to achieving the goals before this decade is out of landing a man on the moon and returning him safely to the Earth," President John F. Kennedy told the American people.

Daniel Schorr has a unique perspective on Sputnik. He watched events unfold from Moscow, where he was then reporting for CBS News.

"I very soon realized that it sent a profound shudder through the populace" he said. "The United States has never been caught napping that way again."

David Hoffman agrees. Though the age of Sputnik was dark and fearful, he says, its legacy is one of hope and possibility.

"It's really an impressive story of how we turned a negative into a positive," he said. "We won the space race. We built miniaturized objects that became cell phones and GPS systems. We built the Internet. And at the end of the day, there is no Soviet Union."


Education experts said Oct. 4 that the United States may be overdue for a science education overhaul like the one undertaken after the Soviet Union launched the Sputnik satellite 50 years ago, and predicted that a window for change may open as the Iraq war winds down.

Though Sputnik was a relatively simple satellite compared with the more complex machines to follow, its beeping signal from space galvanized the United States to enact reforms in science and engineering education so that the nation could regain technological ground it appeared to have lost to its Soviet rival.

Sputnik’s radio signal highlighted not only the fact that the Soviet Union had beaten the United States into space, it also made it clear the Soviets possessed rocket technology strong enough to launch nuclear bombs at the United States.

Speakers at Thursday’s panel discussion about the educational impact of the Sputnik launch, sponsored by the Harvard Graduate School of Education (HGSE), said that the nation responded to the security threat by targeting education, a reaction it has repeated since, including after the 9/11 terrorist attacks.

The post-Sputnik reforms were put in the hands of scientists, much to the dismay of some educators and concerned citizens who had previously had enormous input on curriculum design. Several of the changes, such as including hands-on laboratory experience, remain in use today, the speakers said.

The Oct. 4 panel included Frank Baumgartner, professor of political science at Pennsylvania State University John Rudolph, associate professor at the University of Wisconsin, Madison and Tina Grotzer, assistant professor of education at HGSE. It was hosted by Harvard doctoral students Brent Maddin and Rebecca Miller.

Maddin said that Sputnik woke the nation up, serving as a “focusing event” that put a spotlight on a national problem. In this case, he said, the problem was education. Congress responded a year later with the National Defense Education Act, which increased funding for education at all levels, including low-interest student loans to college students, with the focus on scientific and technical education.

Miller said that pattern has been repeated in the decades since, including post-9/11 and more recently, with a focus not on terrorism, but on global economic competition.

“Decades after Sputnik burned in the atmosphere, we’re still talking about science education as a means of security,” Miller said.

While Sputnik may have been a focusing event, Rudolph said changes to the U.S. educational system had been in the works for years. Education reforms began in the early 1950s and were spurred by investment from the National Science Foundation. Perhaps more significant than Sputnik, he said, were two events in 1955, the publication of a book on “Soviet Professional Manpower” and the Soviet detonation of the hydrogen bomb.

In 1957, Rudolph said, Sputnik’s launch further embarrassed the nation, shocking it into action.

“We were getting outworked by conscientious, dedicated Russian students,” Rudolph said. “The launch revealed missile technology that could deliver a bomb to the U.S. … Sputnik raised the stakes.”

While Rudolph said it may be time for another round of reforms, Baumgartner said that that was far easier said than done.

Baumgartner said the political agenda is crowded these days, and it is difficult to get politicians to focus on any particular issue. The Iraq war and the war on terror take up not only a lot of politicians’ time and energy, they do the same for the public, limiting the attention citizens pay to issues such as education reform.

Still, he said, government typically grows during wartime and then shrinks again when wars end, but never back to the prewar level. That presents an opportunity when a conflict ends to not only get reforms enacted, but to get them funded.

Baumgartner cautioned, however, that education is an issue in which many are interested. A national debate over education reform will draw many players into the arena, some of whom have conflicting agendas.

“There’re a lot of people in America that don’t like science,” Baumgartner said. “You have to be careful what you wish for when something like education rises to the front pages. Not only scientists respond. Others who have very serious agendas and political power [are also interested].”

Education reform may be easier to pass in legislation than to realize in the classroom, Grotzer said. Teaching science is challenging, requiring debunking common misconceptions and conceptual progressions that require skilled teachers and which take students from a base knowledge to the understanding of higher concepts.

“The very, very best science teachers with very, very deep understanding of scientific concepts often struggle teaching certain concepts to students,” Grotzer said.


Ominous Beeping

Sputnik 1 was launched on this day in history, October 4th, 1957. At the time, it was called a man made moon. The prospect tortured the American psyche. Not only was there government nowhere near putting such a thing into space, but now the Russians had the upper hand.

The tropes of the day were that the Russians could not even build a refrigerator, now they were putting artificial moons into space. Was ist passiert?

For years, the news reels and the papers had been confidently telling Americans that the Soviets were backwards peasants. They could build nothing, only destroy. They did not invent, they could only steal. Everyone in the West could rest easy knowing that the Russians were safely confined to their distant wastelands due to technological stupidity.

Now, there was a Russian satellite overhead, peering down on them. It was circling the globe, in the skies overhead and nothing could be done about it.

The result was an American public that felt betrayed, confused and lied to. Obviously, the Soviets were keeping their true potential hidden. Either that, or the United States government had lied to them.

Everyone began thinking that the Soviets were going to start filling the space above their heads with nuclear missiles. Nowhere was going to be safe from the, now seemingly infinite reach, of the Soviet Union. It created a panic that spread from the average middle class Americans sitting around their radios at home, to government officials who were demanding answers from the Eisenhower administration.

As Sputnik 1 circled overhead, people would pour out into the streets at night and try to catch a glimpse of it in the sky. All the while, it was letting off ominous beeping sounds. A repeating radio signal that could clearly be picked up on the ground in the United States.

The sound is well known today because it was the sound that terrified Americans into lurching into the Space Age.


Sputnik , 1957

On October 4, 1957, the Soviet Union launched the earth’s first artificial satellite, Sputnik-1 . The successful launch came as a shock to experts and citizens in the United States , who had hoped that the United States would accomplish this scientific advancement first.

The fact that the Soviets were successful fed fears that the U.S. military had generally fallen behind in developing new technology. As a result, the launch of Sputnik served to intensify the arms race and raise Cold War tensions. During the 1950s, both the United States and the Soviet Union were working to develop new technology. Nazi Germany had been close to developing the world’s first intercontinental ballistic missile (ICBM) near the end of the Second World War, and German scientists aided research in both countries in the wake of that conflict. Both countries were also engaged in developing satellites as a part of a goal set by the International Council of Scientific Unions, which had called for the launch of satellite technology during late 1957 or 1958. Over the course of the decade, the United States tested several varieties of rockets and missiles, but all of these tests ended in failure.

The Soviet launch of the first Sputnik satellite was one accomplishment in a string of technological successes. Few in the United States had anticipated it, and even those who did were not aware of just how impressive it would be. At 184 pounds, the Russian satellite was much heavier than anything the United States was developing at the time, and its successful launch was quickly followed by the launch of two additional satellites, including one that carried a dog into space. Together, these orbited the earth every 90-minutes and created fear that the United States lagged far behind in technological capability. These concerns were compounded when the United States learned that the Soviet Union also tested the first intercontinental ballistic missile that year.


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