W 1957 roku Siergiej Pawłowicz Korolow pisał do KC KPZR i Rady Ministrów ZSRR:
„Prosimy o zezwolenie na przygotowanie i przeprowadzenie próbnych startów dwóch rakiet, przystosowanych do wersji ISZ, w okresie od kwietnia do czerwca 1957 roku, przed oficjalnym rozpoczęciem Międzynarodowego Roku Geofizycznego.
Rakietę, poprzez pewne modyfikacje, można przystosować do wystrzelenia wersji ISZ, posiadającej niewielki ładunek użyteczny w postaci przyrządów ważących około 25 kg.
...Opracowywany jest ISZ ważący około 1200 kg, który zawiera dużą ilość różnorodnej aparatury do badań naukowych, zwierzęta doświadczalne itp. Pierwsze wystrzelenie tego satelity jest zaplanowane na 1957 rok i, biorąc pod uwagę dużą złożoność, może być przeprowadzone pod koniec 1957 roku...”
Tak, najpierw opracowywano ciężkiego satelitę ze skomplikowanym kompleksem aparatury. Propozycja wystrzelenia lekkiego, prostego satelity Ziemi pojawiła się w trakcie prac nad ciężkim satelitą i, ponieważ została przyjęta, ciężki satelita miał wznieść się w kosmos dopiero jako trzeci.
Czym więc była spowodowana ta niespodziewana propozycja Korolowa?
W 1957 roku ogłoszono przeprowadzenie Międzynarodowego Roku Geofizycznego. Zgodnie z programem badań naukowych Związek Radziecki ogłosił plany wystrzelenia satelitów Ziemi. Do połowy 1957 roku w naszym kraju stworzono rakietę nośną do wyprowadzania satelitów na orbitę, opracowano również teorię wyprowadzania na OISZ. Ale wyprowadzenie satelity na orbitę to jeszcze nie wszystko. Kosmiczne aparaty muszą służyć nauce, muszą być narzędziem badań tam, gdzie tych badań nie można przeprowadzać zwykłymi, ziemskimi metodami. A do tego trzeba rozwiązać najważniejsze zagadnienie — przesyłu danych z pokładu satelity i odbioru tych danych na Ziemi. Wówczas naukowcy jeszcze nie wiedzieli, czy fale radiowe z dużych wysokości „przebiją” jonosferę Ziemi, czy sygnały radiowe dotrą bez zniekształceń. Ponadto, charakterystyki atmosfery Ziemi na wysokości setek kilometrów od jej powierzchni były mało znane. Satelita najprostszej formy — sferycznej, wyposażony w radioprzekaźniki, pozwoliłby uzyskać odpowiedzi na te priorytetowe pytania. Był prostszy w wykonaniu i można go było zbudować szybciej niż skomplikowaną kosmiczną laboratorium. Dlatego propozycję Korolowa przyjęto z aprobatą.
Tak narodził się pierwszy sztuczny satelita Ziemi — „PS-1”, jak nazwali go projektanci, czyli „prosty satelita — 1”. Ale ta „prostota” nie była taka prosta. Aparatura, którą instalowano na satelicie, „przywykła” do pracy w zwykłych ziemskich warunkach — przy ciśnieniu atmosferycznym, przy normalnej grawitacji i normalnych temperaturach, które są tak naturalne dla wszystkiego, co powstało i zostało stworzone na Ziemi. W kosmicznym locie wszystkie te warunki nie istnieją — tam panuje próżnia, nieważkość, palące promienie Słońca lub, przeciwnie, kosmiczne zimno. Dlatego przynajmniej częściowy komfort dla przyrządów trzeba było zapewnić dzięki rozwiązaniom technicznym. Przede wszystkim — ciśnienie atmosferyczne. Mogło być utrzymywane na stałym poziomie, pod warunkiem całkowitej hermetyczności kontenera. Z punktu widzenia technologii, jest najprostszy sposób — spawany „balonik”. Ale ten wariant nie nadawał się z wielu powodów. Nawet jeśli najpierw zmontować aparaturę, przymocować ją jakoś do powłok, a następnie te powłoki zespawać, cienkie elektroniczne przyrządy po prostu się przegrzeją. Ponadto podczas testów na Ziemi nie można będzie wymienić uszkodzonego przyrządu. Dlatego kontener musiał być rozłączny. Takim go zrobili — z dwóch półpowłok, połączonych śrubami, a między nimi dla zapewnienia hermetyczności zamontowano uszczelkę ze specjalnej gumy, która nie traciła swojej elastyczności w kosmosie. Aparatura, zamontowana na ramie, składała się z dwóch nadajników pracujących na różnych częstotliwościach: do ich zasilania używano baterii chemicznych.
Aby zapewnić normalną temperaturę wewnątrz kontenera, wypełnionego azotem, zewnętrzną powierzchnię satelity wypolerowano i poddano specjalnej obróbce. Ponadto w kontenerze zamontowano wentylator, który utrzymywał cyrkulację azotu w warunkach nieważkości.
Specjalne czujniki, zamontowane wewnątrz kontenera, monitorowały ciśnienie i temperaturę w nim i w zakodowanej formie przez radioprzekaźniki przesyłały dane na Ziemię.
Po testach naziemnych, które potwierdziły hermetyczność korpusu i niezawodność działania aparatury, satelita został wywieziony na kosmodrom 4 października 1957 roku. Przetestowana i napełniona rakieta nośna z zamontowanym w jej górnej części satelitą stoi na urządzeniu startowym. O godzinie 22:28 czasu moskiewskiego rakieta z pierwszym na świecie sztucznym satelitą Ziemi wystartowała, otwierając ludzkości drogę do przestrzeni kosmicznej.
Zaledwie wróciwszy z kosmodromu, Korolow zebrał inżynierów i konstruktorów, stawiając przed nimi zadanie, wydawałoby się, niemożliwe: w ciągu miesiąca stworzyć satelitę, w którym można wysłać na orbitę zwierzę. Jeszcze za wcześnie było stawiać zadanie lotu w kosmos człowieka, ale badania związane z długotrwałym pobytem w przestrzeni kosmicznej żywej istoty można i trzeba było rozpocząć.
Przy opracowywaniu tego satelity maksymalnie wykorzystano doświadczenie wynoszenia zwierząt na rakietach wysokościowych i tworzenia pierwszego satelity. To pozwoliło dokładnie miesiąc później, 3 listopada 1957 roku, przeprowadzić wyprowadzenie na orbitę drugiego w historii sztucznego satelity Ziemi, na pokładzie którego w kabinie, wyposażonej we wszystko niezbędne do życia, znajdowała się suczka Łajka.
Podczas gdy opracowywano i wystrzeliwano pierwsze satelity, kontynuowano prace nad ciężkim satelitą, doskonalszym zarówno konstrukcyjnie, jak i pod względem wyposażenia aparatury. Przy opracowywaniu satelity uwzględniono cały szereg specyficznych wymagań, związanych z przeprowadzaniem na nim różnych eksperymentów naukowych i rozmieszczeniem różnorodnej aparatury badawczej i pomiarowej oraz doświadczenie pracy pierwszych satelitów na OISZ. Ulepszono system radiotelemeryczny — stał się wielokanałowy. Znacznie ulepszono system regulacji temperatury: reżim cieplny regulowano nie tylko wymuszoną cyrkulacją gazu w satelicie, ale także zmianą współczynnika własnego promieniowania jego powierzchni. Do automatycznego zarządzania pracą całej aparatury badawczej i pomiarowej na pokładzie zainstalowano urządzenie programowo-czasowe. Jednym słowem, do lotu na orbitę przygotowywała się kompleksowa automatyczna laboratorium naukowa.
Wystrzelenie trzeciego radzieckiego sztucznego satelity Ziemi zostało przeprowadzone 15 maja 1958 roku. Podczas lotu tego satelity rejestrowano promieniowanie cząsteczkowe Słońca, fotony w promieniowaniu kosmicznym, mikrometeory, badano pole magnetyczne Ziemi, ciężkie jądra i intensywność pierwotnego promieniowania kosmicznego.
Tym samym, podsumowując, można powiedzieć, że za pomocą pierwszych radzieckich sztucznych satelitów Ziemi uzyskano dane na temat przechodzenia fal radiowych z kosmicznych aparatów, gęstości atmosfery na dużych wysokościach, niektórych charakterystyk przestrzeni kosmicznej; uzyskano pierwsze dane na temat zachowania się i życia zwierzęcia w locie kosmicznym; potwierdzono słuszność rozwiązań inżynieryjnych przy tworzeniu techniki kosmicznej.
MARINA MARCHENKO, inżynier
Na rysunkach przedstawione są sztuczne satelity Ziemi: pierwszy (po lewej na dole), drugi (po lewej) i trzeci (na górze). Na schemacie trzeciego ISZ cyfry oznaczają: 1 — magnetometr; 2 — fotopowielacz do rejestracji promieniowania cząsteczkowego Słońca; 3 — baterie słoneczne; 4 — przyrząd do rejestracji fotonów w promieniowaniu kosmicznym; 5 — manometry magnetyczne i jonizacyjne; 6 — pułapki jonowe; 7 — elektrostatyczne fluksometry; 8 — rura spektrometru masowego; 9 — przyrząd do rejestracji ciężkich jąder w promieniowaniu kosmicznym; 10 — przyrząd do pomiaru intensywności pierwotnego promieniowania kosmicznego; 11 — czujniki do rejestracji mikrometeorów.