Кодовое обозначение спутника — «ПС-1» («Простейший Спутник-1»). Запуск был осуществлён с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром «Байконур») на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7». Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики С. П. Королёвым, работали учёные М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, М. С. Рязанский, О. Г. Ивановский, Н. С. Лидоренко, Г. Ю. Максимов, В. И. Лаппо, К. И. Грингауз, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров, Н. А. Бересков и многие другие. Запуск стал началом новой эры политических, военных, технологических и научных разработок. Дата запуска «Спутника-1» является началом космической эры человечества, а в России ежегодно отмечается как памятный день Космических войск. В честь первого искусственного спутника Земли названа равнина на поверхности Плутона (название официально утверждено Международным астрономическим союзом 8 августа 2017 года). Корпус спутника ПС-1, изготовленный в городе Ступино, состоял из двух силовых полусферических оболочек диаметром 58 см из алюминиево-магниевого сплава АМг-6 толщиной 2 мм со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 шпильками М8×2,5. Перед запуском спутник был заполнен сухим газообразным азотом под давлением 1,3 атмосферы. Герметичность стыка была обеспечена прокладкой в виде кольца из вакуумной резины с прямоугольным сечением. Верхняя полуоболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном толщиной 1 мм для обеспечения теплоизоляции. Поверхности оболочек полировались и обрабатывались для придания им специальных оптических свойств (блик от аппарата должен был быть хорошо заметен через средства любительской астрономии). Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников (серебряно-цинковые аккумуляторы); радиопередающее устройство ПС-1; вентилятор, включающийся от термореле при температуре выше +30 °С и выключающийся при понижении температуры до +20…23 °С; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Масса — 83,6 кг. Масса источников питания составляла около 50 кг. На верхней полуоболочке располагались крест-накрест две уголковые вибраторные антенны, обращённые назад; каждая состояла из двух плеч-штырей длиной по 2,4 м (УКВ-антенна) и по 2,9 м (КВ-антенна), угол между плечами в паре — 70°; плечи разводились на требуемый угол пружинным механизмом после отделения от ракеты-носителя. Такая антенна обеспечивала близкое к равномерному излучение во всех направлениях, что требовалось для устойчивого радиоприёма в связи с тем, что спутник был неориентирован. На передней полуоболочке находились четыре гнезда для крепления антенн со штуцерами гермовводов и фланец заправочного клапана. На задней полуоболочке располагался блокировочный пяточный контакт, который включал автономное бортовое электропитание после отделения спутника от ракеты-носителя, а также фланец испытательного системного разъёма. Конструкция антенн была предложена доктором технических наук Г. Т. Марковым (МЭИ); работы по антеннам проводились сотрудниками лаборатории ОКБ-1 под руководством М. В. Краюшкина. Радиопередающее устройство «Спутника-1» (радиостанция Д-200) излучало радиоволны на двух частотах: 20,005 и 40,002 МГц, поочерёдно (посылка сигнала одним передатчиком соответствовала паузе другого, переключение с периодичностью несколько десятых долей секунды осуществлялось электромеханическим реле). Для питания передатчиков, реле и вентилятора использовался набор серебряно-цинковых аккумуляторов (накальная батарея — 5 элементов СЦД-70, 140 А·ч, 7,5 В; анодная батарея — 86 элементов СЦД-18, 30 А·ч, 130 В; разработчик батарей — ВНИИ источников тока, директор Н. С. Лидоренко). Непрерывная работа передатчиков продолжалась в течение 21 дня после запуска. Эти батареи составляли около 60 % массы спутника, окружая расположенный вдоль оси передатчик конструкцией в виде восьмигранной «гайки». Более 10 кг в массе спутника приходилось на благородный металл — серебро, содержащееся в аккумуляторах. Необходимость в тяжёлых источниках питания была вызвана, во-первых, применением в передатчике электронных ламп, а не транзисторов (которые в то время не могли обеспечить стабильную работу при разных температурах и были маломощными); во-вторых, относительно большой выходной мощностью передатчиков, рассчитанных на радиолюбительский приём (для приёма сигнала профессиональными радиостанциями достаточной была бы в 100 раз меньшая мощность передатчиков, около 10 мВт). Энергопотребление каждого из двух передатчиков составляло около 7 Вт, выходная мощность — 1 Вт. Радиостанция была разработана в НИИ-885 Госкомитета по радиоэлектронике по заказу ОКБ-1 МОП. Разработка была проведена лабораторией № 12 НИИ-885 в январе-марте 1957 года, ведущим разработчиком радиостанции стал начальник лаборатории № 12 В. И. Лаппо. Выбор основных параметров радиостанции на основе прогнозируемого распространения радиоволн в ионосфере выполнен В. И. Лаппо и начальником лаборатории № 144 (Лаборатория распространения радиоволн) НИИ-885 К. И. Грингаузом. Прогноз был сделан на основе экспериментов, проводимых с помощью полётов на самолёте. Полёту первого спутника предшествовала длительная работа многих учёных и конструкторов. Теорию реактивного движения одним из первых разработал в своих статьях Константин Эдуардович Циолковский. Им было предсказано появление ракет на жидком топливе, искусственных спутников Земли и орбитальных станций. Циолковский был активным популяризатором своих идей и оставил после себя много последователей. Проектированием спутника занимались Михаил Клавдиевич Тихонравов и его группа. Значительную роль в организации работ по созданию спутника и его запуску сыграл Сергей Павлович Королёв. Разработка ракеты-носителя Р-7 1921—1947 1 марта 1921 года была создана первая в СССР организация, которая стала заниматься проведением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области ракетной техники. В начале организация называлась «Лабораторией для разработки изобретений Н. И. Тихомирова», а с 1928 года — газодинамической лабораторией (ГДЛ). Первыми работами лаборатории стали твердотопливные ракеты-снаряды и ускорители для самолётов, а с 1929 года в ГДЛ, под руководством Валентина Петровича Глушко, началась разработка и стендовые испытания первых отечественных жидкостных ракетных двигателей. Осенью 1931 года при Осоавиахиме была организована научно-экспериментальная группа ГИРД (Группа изучения реактивного движения): 15 сентября 1931 года — в Москве, 13 ноября 1931 года — в Ленинграде, а впоследствии в Баку, Тифлисе, Архангельске и др. Начальником московской группы (МосГИРД) был назначен Сергей Павлович Королёв. В составе МосГИРД работали 4 бригады, возглавляемые Фридрихом Артуровичем Цандером, Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым, Юрием Александровичем Победоносцевым и Сергеем Павловичем Королёвым. Работы группы заинтересовали военных, и в 1932 году ГИРД получил дополнительное финансирование, помещение, производственную и экспериментальную базу. 17 августа 1933 года в 19 часов по московскому времени на инженерном полигоне у пос. Нахабино Красногорского района Московской области была успешно запущена первая в СССР ракета с ЖРД ГИРД-09, созданная по проекту Михаила Клавдиевича Тихонравова. ЛенГИРД была организована Яковом Исидоровичем Перельманом, Николаем Алексеевичем Рыниным, Владимиром Васильевичем Разумовым и др. В 1932 году в состав группы входило 400 человек. Работа по созданию экспериментальных ракет оригинальных конструкций, разработки курсов теоретических лекций по ракетной технике и проведению экспериментов по изучению воздействия перегрузок на животных велась в сотрудничестве со специалистами ГДЛ. 21 сентября 1933 года МосГИРД, ЛенГИРД и ГДЛ были объединены в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ РККА). За несколько лет в РНИИ были созданы и испытаны ряд экспериментальных баллистических и крылатых ракет различного назначения, а также ТТРД, ЖРД и системы управления к ним. 13 мая 1946 года И. В. Сталин подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В августе С. П. Королёв назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия. В 1947 году лётные испытания ракет «Фау-2», собранных в Германии, положили начало советским работам по освоению иностранной ракетной техники[прим. 5]. Ракета «Фау-2» имела следующие основные характеристики: Максимальная дальность стрельбы … 270—300 км Начальная масса … до 13 500 кг Масса головной части … 1075 кг Компоненты топлива … жидкий кислород и этиловый спирт Тяга двигателя на старте … 27 т Устойчивый полёт на активном участке обеспечивался автономной системой управления. В 1948 году на полигоне Капустин Яр проводились уже испытания ракеты Р-1, которая являлась модифицированным аналогом Фау-2, изготовляемым полностью в СССР. В том же году выходят постановления правительства о разработке и испытаниях ракеты Р-2 с дальностью полёта до 600 км и о проектировании ракеты с дальностью до 3000 км и массой головной части в 3 тонны. В 1949 году ракеты Р-1 начали использоваться для проведения серии экспериментов по высотным пускам для исследования космического пространства. Ракеты Р-2 прошли испытания уже в 1950 году, а в 1951 году были приняты на вооружение. Создание ракеты Р-5 с дальностью до 1200 км стало первым отрывом от техники «Фау-2». Эти ракеты прошли испытания в 1953 году, и сразу же начались исследования использования их как носителя ядерного оружия. Автоматика ядерного заряда была совмещена с автоматикой ракеты, сама ракета доработана для принципиального повышения её надёжности. Одноступенчатая баллистическая ракета средней дальности получила название Р-5М. 2 февраля 1956 года произведён первый в мире пуск ракеты с ядерным зарядом. 13 февраля 1953 года вышло первое постановление, обязывающее начать разработку двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты с дальностью 7—8 тысяч км. Вначале предполагалось, что эта ракета станет носителем атомной бомбы тех же габаритов, что устанавливалась на Р-5М. Сразу после первого испытания термоядерного заряда 12 августа 1953 года казалось, что создание ракеты-носителя для такой бомбы в ближайшие годы нереально. Но в ноябре того же года Королёв провёл собрание ближайших заместителей, на котором сообщил: Ко мне неожиданно приезжал министр среднего машиностроения, он же заместитель председателя Совета Министров, Вячеслав Александрович Малышев. В категорической форме предложил «забыть об атомной бомбе для межконтинентальной ракеты». Он сказал, что конструкторы водородной бомбы обещают ему уменьшить её массу и для ракетного варианта довести до 3,5 т. — (сб. «Первая космическая», с. 15) В январе 1954 года состоялось совещание главных конструкторов, на котором и были разработаны основные принципы компоновки ракеты и наземного стартового оборудования. Отказ от традиционного стартового стола и использование подвески на отбрасываемых фермах позволили не нагружать нижнюю часть ракеты и уменьшить её массу. Впервые отказались от газоструйных рулей, традиционно применявшихся со времён Фау-2, их заменили двенадцатью рулевыми двигателями, которые одновременно должны были служить и тяговыми — для второй ступени на завершающей стадии активного полёта. 20 мая 1954 года правительство выдало постановление о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7. А уже 27 мая Королёв направил докладную министру оборонной промышленности Д. Ф. Устинову о разработке ИСЗ и возможности его запуска с помощью будущей ракеты Р-7. Теоретическим обоснованием для такого письма была серия научно-исследовательских работ «Исследования по вопросам создания искусственного спутника Земли», которая была проведена в 1950—1953 годах в НИИ-4 Министерства обороны под руководством М. К. Тихонравова. Разработанный проект ракеты новой компоновки 20 ноября 1954 года был одобрен Советом министров СССР. Необходимо было в кратчайшие сроки решить множество новых задач, в которые входили, кроме разработок и строительства самой ракеты, выбор места для стартового полигона, постройка стартовых сооружений, ввод в строй всех необходимых служб и оборудование наблюдательными пунктами всей 7000-километровой трассы полёта. Первый комплекс ракеты Р-7 был спроектирован и построен в ОКБ-1. Согласно Постановлению по разработке двухступенчатой баллистической ракеты Р-7 от 20 мая 1957 года головным разработчиком стал ОКБ-1 НИИ-88. В течение 1955—1956 годов на Ленинградском металлическом заводе проходили автономные испытания стартовых сооружений комплекса. Одновременно, в соответствии с постановлением правительства от 12 февраля 1955 года началось строительство НИИП-5 в районе станции Тюра-Там. Когда первая ракета в заводском цехе была уже в сборе, завод посетила делегация основных членов политбюро во главе с Н. С. Хрущёвым. Ракета оказала потрясающее впечатление не только на советское руководство, но и на ведущих учёных. 30 января 1956 года правительством подписано постановление о создании и выводе на орбиту в 1957—1958 гг. «Объекта „Д“» — спутника массой 1000—1400 кг несущего 200—300 кг научной аппаратуры. Разработка аппаратуры была поручена Академии наук СССР, постройка спутника — ОКБ-1, осуществление пуска — Министерству обороны. К концу 1956 года стало ясно, что надёжная аппаратура для спутника не может быть создана в требуемые сроки. 14 января 1957 года Советом Министров СССР утверждена программа лётных испытаний Р-7. Тогда же Королёв направил докладную записку в Совет Министров, где писал, что в апреле — июне 1957 года могут быть подготовлены две ракеты в спутниковом варианте, «и запущены сразу же после первых удачных пусков межконтинентальной ракеты». В феврале всё ещё продолжались строительные работы на полигоне, две ракеты уже были готовы к отправке. Королёв, убедившись в нереальности сроков изготовления орбитальной лаборатории, шлёт правительству неожиданное предложение: Имеются сообщения[прим. 6] о том, что в связи с Международным геофизическим годом США намерены в 1958 году запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории — объекта «Д» вывести в космос простейший спутник. 15 февраля это предложение было одобрено. Первая ракета Р-7 № М1-5 была доставлена на техническую позицию полигона в начале марта 1957 года, 5 мая вывезена на стартовую площадку № 1. Подготовка к пуску длилась неделю, на восьмой день началась заправка. Пуск состоялся 15 мая в 19:00 по местному времени. Старт прошёл нормально, но на 98-й секунде полёта произошёл сбой в работе одного из боковых двигателей, ещё через 5 секунд все двигатели автоматически отключились, и ракета упала в 300 км от старта. Причиной аварии было возникновение пожара в результате разгерметизации топливной коммуникации высокого давления. Вторая ракета, Р-7 № 6Л, была подготовлена с учётом полученного опыта, но запустить её вовсе не удалось. 10—11 июня делались многократные попытки пуска, но в последние секунды срабатывала защитная автоматика. Выяснилось, что причиной была неправильная установка клапана азотной продувки и замерзание главного кислородного клапана. 12 июля пуск ракеты Р-7 № М1-7 снова прошёл неудачно, эта ракета пролетела всего 7 километров. Причиной на этот раз стало замыкание на корпус в одном из приборов системы управления, в результате чего прошла ложная команда на рулевые двигатели, ракета значительно отклонилась от курса и была автоматически ликвидирована. Наконец, 21 августа 1957 года осуществился успешный запуск, ракета № 8Л нормально прошла весь активный участок полёта и достигла заданного района — полигона на Камчатке. Несмотря на то, что её головная часть полностью сгорела при входе в плотные слои атмосферы, 27 августа ТАСС сообщило о создании в СССР межконтинентальной баллистической ракеты. 7 сентября осуществлён второй полностью успешный полёт ракеты, но головная часть снова не выдержала температурной нагрузки, и Королёв вплотную занялся подготовкой к космическому запуску. По словам Б. Е. Чертока, результаты лётных испытаний пяти ракет показали, что головная часть требует радикальной доработки, на что требовалось не менее полугода. Таким образом, разрушение головных частей открыло дорогу для пуска Первого простейшего спутника. Проектирование ПС-1 началось в ноябре 1956 года, в начале сентября 1957 он прошёл окончательные испытания на вибростенде и в термокамере. Спутник был разработан как аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазоны частот передатчиков простейшего спутника (20 МГц и 40 МГц) были выбраны так, чтобы сигнал спутника могли принимать радиолюбители без модернизации аппаратуры. Согласно воспоминаниям Г. М. Гречко, расчёты траектории вывода на орбиту «Спутника-1» сначала проводились на электромеханических счётных машинах, по устройству аналогичных арифмометрам, и только для последних этапов расчётов применили ЭВМ БЭСМ-1. 22 сентября в Тюра-Там прибыла ракета Р-7 № 8К71ПС (изделие М1-ПС «Союз»). По сравнению со штатными, она была значительно облегчена: массивная головная часть заменена переходом под спутник, снята аппаратура системы радиоуправления и одна из систем телеметрии, упрощена автоматика выключения двигателей; масса ракеты в результате была уменьшена на 7 тонн. 26 сентября Президиум ЦК КПСС постановил запуск спутника провести в середине октября . 2 октября Королёвым был подписан приказ о лётных испытаниях ПС-1 и направлено в Москву уведомление о готовности. Ответных указаний не пришло, и Королёв самостоятельно принял решение о постановке ракеты со спутником на стартовую позицию. В пятницу, 4 октября, в 22:28:34 по московскому времени (19:28:34 по Гринвичу) был совершён успешный запуск. Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок (II ступень) ракеты весом 7,5 тонны были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. При этом апогей находился в южном, а перигей — в северном небесном полушарии. Через 314,5 секунды после старта произошли сброс защитного конуса и отделение Спутника от II ступени ракеты-носителя, и он подал свой голос. «Бип! Бип!» — так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты, потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли». Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Перед стартом двигатель в блоке Г «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется, и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система опорожнения баков (СОБ), и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени. По воспоминаниям Б. Е. Чертока: «Ещё немного — и первая космическая скорость могла быть не достигнута. Но победителей не судят! Великое свершилось!». Наклонение орбиты «Спутника-1» составляло около 65 градусов, это означало, что «Спутник-1» летал приблизительно между Северным полярным кругом и Южным полярным кругом, вследствие вращения Земли за время каждого витка смещаясь на 24 градуса по долготе. Период обращения «Спутника-1» первоначально составлял 96,2 минуты, затем он постепенно уменьшался ввиду снижения орбиты, например, через 22 дня он стал меньше на 53 секунды. 16 октября 1957 года Всесоюзным обществом по распространению политических и научных знаний (предшественник общества «Знание») был проведён вечер в Колонном зале Дома Союзов в честь запуска первого искусственного спутника Земли, на котором, в частности, выступал Президент Академии наук СССР А. Н. Несмеянов. А. Н. Несмеянов: Для нас, учёных страны социализма, запуск спутника — двойной праздник: это праздник рождения новой эры в завоевании человечеством природы — космической эры существования человечества — и это праздник мужественной зрелости советской науки. — (журнал «Наука и жизнь», № 11, 1957, с. 30) Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали в течение трёх недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух. Параметры полёта Начало полёта — 4 октября 1957 года в 19:28:34 по Гринвичу. Окончание полёта — 4 января 1958 года. Масса аппарата — 83,6 кг. Максимальный диаметр — 0,58 м. Наклонение орбиты — 65,1°. Период обращения — 96,2 минуты Перигей — 228 км. Апогей — 947 км. Витков — 1440. Результаты полёта Цели запуска: проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска; ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника; экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника; исследование условий работы аппаратуры. "В ту ночь, когда Спутник впервые прочертил небо, я (…) глядел вверх и думал о предопределённости будущего. Ведь тот маленький огонёк, стремительно двигающийся от края и до края неба, был будущим всего человечества. Я знал, что хотя русские и прекрасны в своих начинаниях, мы скоро последуем за ними и займём надлежащее место в небе (…). Тот огонёк в небе сделал человечество бессмертным. Земля всё равно не могла бы оставаться нашим пристанищем вечно, потому что однажды её может ожидать смерть от холода или перегрева. Человечеству было предписано стать бессмертным, и тот огонёк в небе надо мной был первым бликом бессмертия. Я благословил русских за их дерзания и предвосхитил создание НАСА президентом Эйзенхауэром вскоре после этих событий." — Рэй Бредбери Спутник огромной земли Мы утром, пока еще смутно, Увидеть сегодня могли, Как движется маленький спутник – Товарищ огромной Земли.   Хоть он и действительно малый, Но нашею жизнью живет, Он нам посылает сигналы, И их принимает народ.   Эпоха свершений и странствий, Ты стала сильнее с тех пор, Когда в межпланетном пространстве Душевный пошел разговор.   Победа советского строя. Путь в дальнее небо открыт. Об этом звезда со звездою По-русски сейчас говорит. Я. Смеляков 4 октября Запомним день календаря, Когда шагнули мы к планетам. Пусть будет этот шаг приветом Сорокалетью Октября.   Давно ль, склонившись, Циолковский Чертил маршрут второй луны. А нынче с улицы московской Бинокли вверх устремлены.   Они снуют по небосводу И остановятся, когда В пределы стеклышка, как в воду, Войдет советская звезда.   Мы тяжесть силой побороли, Вступая в сорок первый год. Преград не ведает народ, Одушевленный общей волей. С. Маршак