人類(lèi)的第一個(gè)人造衛(wèi)星,附它的7個(gè)有趣事實(shí)(1957年)
你想知道人類(lèi)宇航伊始時(shí)代的故事嗎,來(lái)看看關(guān)于人類(lèi)第一顆衛(wèi)星斯普特尼克一號(hào)的七個(gè)有趣事實(shí)吧
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斯普特尼克一號(hào)的藝術(shù)
第一顆人造衛(wèi)星于1957年10月4日升空。 ? ? ? ?
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蘇聯(lián)的斯普特尼克一號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射開(kāi)啟了冷戰(zhàn)時(shí)期的太空競(jìng)賽以及人類(lèi)的太空時(shí)代,前 ? 者在1969年7月阿波羅11號(hào)宇航員尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林登上月球表面時(shí)達(dá)到白熱化。
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斯普特尼克一號(hào)(/?sp?tn?k /或/?sp?tn?k /;“Satellite-1”或“PS-1”,ПростейшийСпутник1或Prosteyshiy 斯普特尼克 1,“Elementary Satellite 1”)是第一顆人造地球衛(wèi)星。1957年10月4日,蘇聯(lián)將它送入橢圓形近地軌道,在電池耗盡之前,它在軌道上運(yùn)行了三周,然后又靜默了兩個(gè)多月,最后又回到了大氣層。它是一個(gè)直徑58厘米(23英寸)的拋光金屬球體,有四個(gè)外部無(wú)線電天線來(lái)發(fā)射無(wú)線電脈沖。它的無(wú)線電信號(hào)很容易被業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者探測(cè)到,它在軌飛行期間的65°傾角使得它的飛行路徑幾乎覆蓋了整個(gè)有人居住的地球。這顆衛(wèi)星出人意料并成功引發(fā)了美國(guó)的人造衛(wèi)星危機(jī),從而引發(fā)了太空競(jìng)賽,這是冷戰(zhàn)的一部分。這次發(fā)射是政治、軍事、技術(shù)和科學(xué)發(fā)展新時(shí)代的開(kāi)始。斯普特尼克這個(gè)名字在俄語(yǔ)中是配偶或旅行伙伴的意思,在天文學(xué)背景下是衛(wèi)星的意思
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從地球上追蹤和研究斯普特尼克一號(hào)為科學(xué)家們提供了寶貴的信息。上層大氣的密度可以從其在軌道上受到的阻力推斷出來(lái),而其無(wú)線電信號(hào)的傳播則提供了電離層的數(shù)據(jù)。 ? ? ? ?
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“斯普特尼克一號(hào)”是在國(guó)際地球物理年期間從哈薩克斯坦SSR的第5秋拉塔姆區(qū)第1/5號(hào)地點(diǎn)發(fā)射的(現(xiàn)在稱(chēng)為拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng))。該衛(wèi)星的飛行時(shí)速約為每小時(shí)2.9萬(wàn)公里(每小時(shí)1.8萬(wàn)英里,約為8100米/秒),每繞地球一圈需要96.2分鐘。它在20.005至40.002兆赫茲之間發(fā)射無(wú)線電波信號(hào),可被世界各地的無(wú)線電操作員監(jiān)測(cè)(包括業(yè)余無(wú)線電用戶(hù))。信號(hào)持續(xù)了21天,直到1957年10月26日發(fā)射機(jī)電池耗盡。斯普特尼克一號(hào)在1958年1月4日重返地球并在大氣層中燒毀。它在軌的三個(gè)月時(shí)間里,共圍繞地球轉(zhuǎn)了1400多圈,路程大約7000萬(wàn)公里。
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1954年12月17日,蘇聯(lián)首席火箭科學(xué)家謝爾蓋·科羅廖夫向國(guó)防工業(yè)部長(zhǎng)迪米特里·烏斯季諾夫提出了一項(xiàng)研制人造衛(wèi)星的計(jì)劃。科羅廖夫轉(zhuǎn)發(fā)了一份Mikhail Tikhonravov的報(bào)告,概述了國(guó)外類(lèi)似的項(xiàng)目。Tikhonravov強(qiáng)調(diào),軌道衛(wèi)星的發(fā)射是發(fā)展火箭技術(shù)的一個(gè)不可避免的階段
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(蘇聯(lián)簡(jiǎn)易木板,描繪了斯普特尼克 1繞
地球,地球繞太陽(yáng),太陽(yáng)系繞銀河系中心)
1955年7月29日,美國(guó)總統(tǒng)德懷特·艾森豪威爾通過(guò)他的新聞秘書(shū)宣布,在國(guó)際地球物理年期間,美國(guó)將發(fā)射一顆人造衛(wèi)星。四天后,蘇聯(lián)著名物理學(xué)家列昂尼德·I·塞多夫宣布他們也將發(fā)射一顆人造衛(wèi)星。8月8日,蘇聯(lián)共產(chǎn)黨政治局批準(zhǔn)了制造人造衛(wèi)星的提議。8月30日,R-7火箭測(cè)試發(fā)射國(guó)家委員會(huì)主席瓦西里·里亞比科夫舉行了一次會(huì)議,科羅廖夫在會(huì)上介紹了飛往月球的太空飛行軌跡的計(jì)算數(shù)據(jù)。他們決定研制R-7三級(jí)火箭,用于發(fā)射衛(wèi)星
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這把金屬鑰匙是斯普特尼克 1衛(wèi)星的最后一部分。它防止了發(fā)射前電池和發(fā)射器之間的接觸。目前正在史密森國(guó)家航空航天博物館展出
1956年1月30日,部長(zhǎng)理事會(huì)核準(zhǔn)了關(guān)于人造地球軌道衛(wèi)星的實(shí)際工作。這顆衛(wèi)星,命名為“D物體”,計(jì)劃在1957年完成;它的質(zhì)量將達(dá)到1000到1400公斤(2200到3100磅),將攜帶200到300公斤(440到660磅)的科學(xué)儀器?!癉物體”的第一次試射定于1957年。衛(wèi)星相關(guān)的工作將在各機(jī)構(gòu)間進(jìn)行如下分配
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蘇聯(lián)科學(xué)院負(fù)責(zé)一般的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)和研究?jī)x器的供應(yīng)
國(guó)防工業(yè)部及其主設(shè)計(jì)局OKB-1被分配建造衛(wèi)星的任務(wù)
無(wú)線電技術(shù)工業(yè)部將發(fā)展控制系統(tǒng)、無(wú)線電/技術(shù)儀器和遙測(cè)系統(tǒng)
造船工業(yè)部將開(kāi)發(fā)陀螺儀裝置
機(jī)器建設(shè)部將開(kāi)發(fā)地面發(fā)射、加油和運(yùn)輸手段
國(guó)防部負(fù)責(zé)進(jìn)行發(fā)射
1956年7月完成了初步設(shè)計(jì)工作,確定了衛(wèi)星要執(zhí)行的科學(xué)任務(wù)。這些測(cè)量包括大氣密度及其離子組成、太陽(yáng)風(fēng)、磁場(chǎng)和宇宙射線。這些數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)制造人造衛(wèi)星很有價(jià)值;一套地面站系統(tǒng)將用于收集衛(wèi)星傳送的數(shù)據(jù),觀察衛(wèi)星的軌道,并向衛(wèi)星傳送指令。由于時(shí)間范圍有限,觀測(cè)計(jì)劃只有7至10天,所以軌道計(jì)算預(yù)計(jì)不會(huì)非常精確 ? ? ? ?
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“嘟嘟……嗶嗶的聲音……到鮑勃的“宇宙飛船
廣告惡搞1958年加州理工學(xué)院年鑒上的人造
衛(wèi)星”。
到1956年底,很明顯,雄心勃勃的設(shè)計(jì)的復(fù)雜性意味著“D物體 ”無(wú)法及時(shí)出世,因?yàn)橹圃炜茖W(xué)儀器的困難和已完成的R-7發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)期之外的低比沖(304秒而不是計(jì)劃的309到310秒)。因此,政府將發(fā)射時(shí)間調(diào)整到1958年4月。對(duì)象D稍后會(huì)以斯普特尼克三號(hào)的形式發(fā)射
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蘇聯(lián)的40戈比郵票,顯示了衛(wèi)星的軌道
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? ? ?由于擔(dān)心美國(guó)會(huì)先于蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星,OKB-1建議在1957年4月至5月,即IGY于1957年7月開(kāi)始之前,創(chuàng)建并發(fā)射一顆衛(wèi)星。新衛(wèi)星將變得更簡(jiǎn)單、更輕(100公斤或220磅)、易于建造,放棄復(fù)雜、笨重的科學(xué)設(shè)備,而采用簡(jiǎn)單的無(wú)線電發(fā)射機(jī)。1957年2月15日蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議批準(zhǔn)了這個(gè)簡(jiǎn)單的衛(wèi)星,指定對(duì)象PS。這種型號(hào)的衛(wèi)星可以被地球上的觀察者可視化地跟蹤,并且可以向地面接收站傳輸跟蹤信號(hào)。兩顆衛(wèi)星,PS-1和PS-2,連同兩枚R-7火箭(8K71)的發(fā)射被批準(zhǔn),前提是R-7完成至少兩次成功的試飛
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這里有一些你可能不知道的關(guān)于斯普特尼克一號(hào)和它簡(jiǎn)短但改變世界的任務(wù)的有趣事實(shí)。
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斯普特尼克一號(hào)人造衛(wèi)星重184磅。(83公斤)和23英寸(58厘米)寬。(此數(shù)據(jù)是指衛(wèi)星的本體;斯普特尼克一號(hào)還有兩個(gè)雙管天線,較大的那個(gè)長(zhǎng)12.8英尺(3.9米)。
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所以,與今天的航天器相比,這顆衛(wèi)星是相當(dāng)小的,比如美國(guó)宇航局的卡西尼土星軌道飛行器,它大約有一輛校車(chē)那么大。但是在1957年10月,發(fā)射像斯普特尼克一號(hào)這樣重的物體是一項(xiàng)壯舉。兩個(gè)月后,美國(guó)試圖發(fā)射第一顆3.5磅(1.6kg)的衛(wèi)星先鋒測(cè)試車(chē)3 (TV3) -失敗。
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斯普特尼克1號(hào)蘇聯(lián)太空官員曾希望該國(guó)的第一顆衛(wèi)星比沙灘球大得多。最初的計(jì)劃是放樣將近3000磅。裝有各種科學(xué)儀器的(1,400公斤)衛(wèi)星。
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但是,這顆代號(hào)為“D物體”的衛(wèi)星的開(kāi)發(fā)進(jìn)展比預(yù)期的要慢,蘇聯(lián)官員越來(lái)越擔(dān)心,美國(guó)可能會(huì)在太空領(lǐng)域擊敗他們。因此,他們決定在發(fā)射“D物體”之前先發(fā)射一顆“最簡(jiǎn)單的衛(wèi)星”,或者俄語(yǔ)中的“斯普特尼克”。的確,斯普特尼克一號(hào)也被稱(chēng)為PS-1, Anatoly Zak在RussianSpaceWeb上指出。(順便說(shuō)一下,“斯普特尼克”的俄語(yǔ)直譯是“旅行伴侶”。)
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斯普特尼克一號(hào)沒(méi)有攜帶任何科學(xué)儀器。然而,通過(guò)研究衛(wèi)星發(fā)出的嗶嗶嗶的無(wú)線電信號(hào),研究人員確實(shí)了解了一些關(guān)于地球大氣層的事情。
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人造衛(wèi)星1號(hào)發(fā)射幾乎失敗
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1957年12月6日,美國(guó)的TV3衛(wèi)星發(fā)射失敗,斯普特尼克一號(hào)差點(diǎn)遭遇同樣的命運(yùn)。
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斯普特尼克一號(hào)是由R-7火箭發(fā)射升空的,該火箭由4個(gè)一級(jí)助推器(B、V、G和D)捆綁在第二級(jí)核心助推器(a)上。在發(fā)射過(guò)程中,G助推器的主引擎比預(yù)期更晚達(dá)到預(yù)定的推力水平。
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扎克寫(xiě)道:“因此,在發(fā)射6.5秒后,火箭開(kāi)始偏轉(zhuǎn),在發(fā)射8秒后,火箭偏離了理論上的軌道約1度?!薄霸谂m正增加的俯仰角,轉(zhuǎn)向引擎2號(hào),在核心級(jí)上旋轉(zhuǎn)了多達(dá)8度;類(lèi)似的發(fā)動(dòng)機(jī)在捆綁助推器V和D上旋轉(zhuǎn)了17-18度,而尾部的空氣舵旋轉(zhuǎn)了10度。
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他補(bǔ)充說(shuō):“只剩下一剎那的時(shí)間,接著飛行控制系統(tǒng)將終止這枚動(dòng)力不足的火箭的飛行。”“幸運(yùn)的是,發(fā)動(dòng)機(jī)最終恢復(fù)了正常性能,火箭在起飛約18-20秒后完全回到了標(biāo)準(zhǔn)軌道?!?/p>
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斯普特尼克一號(hào)最終進(jìn)入了橢圓軌道,這使得該衛(wèi)星與地球表面的最近距離達(dá)到了142英里(228公里),與地球表面的最遠(yuǎn)距離達(dá)到了588英里(947公里)。這顆衛(wèi)星每96分鐘繞地球一圈。
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斯普特尼克一號(hào)由三個(gè)銀鋅電池提供動(dòng)力,設(shè)計(jì)壽命為兩周。在衛(wèi)星連續(xù)22天發(fā)送無(wú)線電信號(hào)的過(guò)程中,電池的使用超出了預(yù)期。
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在接下來(lái)的幾個(gè)月里,飛船繼續(xù)無(wú)聲地拍打著地球,它的動(dòng)力逐漸衰減,使飛船不斷地靠近地球。這顆衛(wèi)星最終于1958年1月4日在大氣層中燒毀。
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實(shí)際上大多數(shù)人造衛(wèi)星觀測(cè)者觀察到了它
盡管斯普特尼克一號(hào)很小,但它具有很強(qiáng)的反射性,因此在地球上用雙筒望遠(yuǎn)鏡就可以看到它(如果你視力好,且知道應(yīng)該看什么地方,甚至可以用肉眼看到它)。
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許多人報(bào)告說(shuō)在1957年末看到了這顆衛(wèi)星,但專(zhuān)家認(rèn)為大多數(shù)的目擊事件實(shí)際上與R-7有關(guān)?;鸺?5英尺(26米)長(zhǎng)的核心段也進(jìn)入了軌道,上面覆蓋著反射板以便于跟蹤。據(jù)扎克說(shuō),這個(gè)火箭體于1957年12月2日墜落到地球上。
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斯普特尼克一號(hào)導(dǎo)致了美國(guó)宇航局和DARPA的成立
斯普特尼克一號(hào)羅德尼·格拉布/美國(guó)國(guó)家航空航天局
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“作為一項(xiàng)技術(shù)成就,斯普特尼克吸引了全世界的關(guān)注,同時(shí)也讓美國(guó)公眾措手不及,”美國(guó)宇航局的歷史學(xué)家在2007年紀(jì)念這一里程碑50周年的一篇文章中寫(xiě)道。它的質(zhì)量比先鋒號(hào)打算的3.5磅(約0.45千克)更大。此外,公眾擔(dān)心蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星的能力也會(huì)轉(zhuǎn)化為能夠?qū)⒑宋淦鲝臍W洲發(fā)射到美國(guó)的彈道導(dǎo)彈的能力?!?? ? ? ? ? ?
在美國(guó)于1958年1月31日成功發(fā)射其第一顆衛(wèi)星“探索者一號(hào)”之后,這種擔(dān)憂(yōu)并沒(méi)有消散。美國(guó)官員采取了幾項(xiàng)措施來(lái)提高國(guó)家的技術(shù)能力。其中包括在1958年2月創(chuàng)建了高級(jí)研究計(jì)劃局(后來(lái)更名為國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局,簡(jiǎn)稱(chēng)DARPA),并在同年10月創(chuàng)建了NASA。(NASA的前身組織國(guó)家航空航天咨詢(xún)委員會(huì)(National Advisory Committee for Aeronautics)成立于1915年。) ? ? ? ?
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1958年9月,國(guó)會(huì)頒布了《國(guó)防教育法》,旨在幫助提高美國(guó)科學(xué)家和工程師的數(shù)量和質(zhì)量。
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斯普特尼克一號(hào)的巨大文化影響可以從其發(fā)射引發(fā)的大量“nik”新詞中看出,其中一些新詞至今仍在使用。“Peacenik”是一個(gè)著名的例子,但最著名的無(wú)疑是“beatnik”,這是舊金山報(bào)紙專(zhuān)欄作家Herb Caen在1958年創(chuàng)造的。(而“垮掉的一代”又引發(fā)了另一個(gè)新詞——“整潔的一代”。)
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作者:Mike Wal
FY:常Skybridge
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