science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe Spoetnik werkte

Russische media alarmeerden de wereld over de succesvolle lancering van de Spoetnik-satelliet. AFP/Getty Images

Op 4 oktober 1957, de Sovjet-Unie (U.S.S.R.) lanceerde een aluminium bal met een diameter van minder dan 2 voet in een baan om de aarde. Dit zette een reeks gebeurtenissen in gang die onze wereld voor altijd veranderden. Het eenvoudige apparaat markeerde een nieuw tijdperk van technologische prestaties. Het schudde ook het vertrouwen van het Amerikaanse volk, die er destijds van overtuigd waren dat hun land het wetenschappelijk meest geavanceerde land ter wereld was.

Dat apparaat was Spoetnik, de eerste kunstmatige satelliet. Het was niet veel om naar te kijken, en het had geen geavanceerde functies of functies. Maar het was wel de eerste keer dat mensen een door de mens gemaakte structuur in een baan rond de aarde brachten. En het bewees ook dat de Sovjet-Unie, de Koude Oorlogsvijand van de Verenigde Staten, had een intercontinentaal ballistische raketsysteem (ICBM) ontwikkeld. Een dergelijk systeem zou kernkoppen kunnen leveren aan doelen aan de andere kant van de wereld vanuit de USSR. Het maakte Amerika's vroegere luchtoverwicht overbodig.

Omdat de satelliet herhaaldelijk een eenvoudig radiosignaal uitzond, amateur-radio-enthousiastelingen over de hele wereld konden luisteren naar dit kleine object dat piepjes uitzond terwijl het om de aarde draaide. De prestatie van de Sovjet-Unie viel niet te ontkennen. Het bewijs was beschikbaar voor iedereen met een hamradio.

De lancering van Spoetnik was verantwoordelijk voor veel dingen. De waargenomen raketkloof spoorde de Amerikaanse regering aan om haar offensieve en defensieve raketprogramma's te versnellen. Het begon ook met de ruimte race -- een competitieve periode waarin de USSR en de Verenigde Staten probeerden als eersten belangrijke mijlpalen te bereiken in de verkenning van de ruimte. Het was zelfs indirect verantwoordelijk voor het ontstaan ​​van internet. Dat is behoorlijk verbazingwekkend voor zo'n primitief apparaat.

Gemiste kansen

Een team van ingenieurs en wetenschappers onder leiding van de Duitse raketwetenschapper Werner von Braun geloofde dat ze de eerste satelliet tot een jaar voor het debuut van Spoetnik hadden kunnen lanceren. De regering van de Verenigde Staten besloot in plaats daarvan te investeren in het ontwerp van een concurrerend team. Als de regering het team van von Braun had gesteund, de ruimterace was misschien heel anders geweest [bron:Nova].

Inhoud
  1. Geschiedenis van Spoetnik
  2. De Spoetnik-satelliet
  3. Spoetniks invloed

Geschiedenis van Spoetnik

Een Sovjet-technicus maakt aanpassingen aan de Spoetnik-satelliet. Met dank aan NASA

De geschiedenis van Spoetnik is verbonden met de geschiedenis van de wetenschap van raketten. Raketwetenschap begon te bloeien tussen de Eerste en de Tweede Wereldoorlog. Aan het einde van de Eerste Wereldoorlog, Duitsland werd gedwongen zich te houden aan het Verdrag van Versailles, die onder andere Duitsland verbood artillerie te bouwen. Duitse militaire functionarissen waren van mening dat raketten met explosieven het potentieel hadden om artillerie te vervangen. Het Verdrag van Versailles had geen betrekking op raketten.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog, raketten speelden een kleine rol in de plannen van Duitsland. Hitler had gehoopt dat raketaanvallen op steden ertoe zouden leiden dat landen in paniek zouden raken en zich zouden onderwerpen aan de eisen van Duitsland. Hoewel Duitsland bij verschillende aanvallen raketten gebruikte, ze voldeden niet aan de verwachtingen. Maar het toneel was klaar voor verdere ontwikkelingen op het gebied van raketten.

Zowel de Verenigde Staten als de Sovjet-Unie begonnen belangstelling te krijgen voor raketten. Verschillende Duitse ingenieurs, waaronder Werner von Braun, gaven zich over aan de Verenigde Staten in de hoop hun onderzoek voort te zetten. In de tussentijd, de Sovjet-Unie begon zijn eigen raketprogramma.

Op veel manieren, de raketprogramma's in de Sovjet-Unie en de Verenigde Staten liepen parallel. Beide landen wilden graag de meest geavanceerde raketten ter wereld ontwikkelen. En beide landen richtten zich meer op militaire toepassingen van raketten dan op wat dan ook. Zowel in de Sovjet-Unie als in de Verenigde Staten de wetenschappelijke toepassingen voor raketten zouden door de kieren zijn geglipt als er niet een paar toegewijde individuen waren geweest.

In de Sovjet-Unie, deze personen waren Mikhail Klavdievich Tikhonravov en Sergei Pavlovich Korolev. Tikhonravov was afgestudeerd aan de Sovjet Luchtmachtacademie en expert in raketwetenschap. Hij was verantwoordelijk voor veel van de vorderingen op het gebied van meertrapsraketten in de Sovjet-Unie. De meertrapsraket maakte het voor een raket mogelijk om in een baan om de aarde te komen. Korolev was een van de grondleggers van het Sovjet-ruimteprogramma. Hij was bedreven in het benutten van politieke contacten om het ruimteprogramma te helpen financieren. Hij begreep ook het politieke belang van het verslaan van de Verenigde Staten in de ruimte.

Astrofysici J. Allen Hynek en Fred Whipple plotten de baan van Spoetnik op Harvard. Dmitri Kessel/Time Life Pictures/Getty Images

Tikhonravov en Korolev leidden beide teams die hielpen bij het ontwikkelen van het Spoetnik-programma. Tikhonravov concentreerde zich vooral op het ontwerpen van een meertrapsraket die de baan om de aarde zou kunnen bereiken. Het concept was eenvoudig:toen de eerste trap van de raket de maximale snelheid bereikte, de raket zou het overboord gooien en de tweede trap zou vuren. De raket zou bouwen op zijn snelheid, gaat nog sneller. Toen de tweede fase zijn hoogtepunt bereikte, de raket zou het overboord gooien en de derde trap zou vuren. Korolev speelde ook een belangrijke rol bij veel ontwerpbeslissingen. Sommige van die beslissingen waren politiek gemotiveerd. Bijvoorbeeld, in 1955, De Amerikaanse president Eisenhower heeft aangekondigd dat de Verenigde Staten een satelliet zullen lanceren tijdens het International Geophysical Year (IGY). De IGY duurde van juli 1957 tot december 1958. Kort na de aankondiging van Eisenhower, een functionaris van de Sovjet-Unie zei dat de USSR ook een satelliet zou lanceren tijdens IGY. Korolev stond onder politieke druk om de Amerikanen de ruimte in te slaan.

Terwijl de Sovjets van plan waren een wetenschappelijke onderzoekssatelliet in een baan om de aarde te lanceren, het ontwerp- en productieproces duurde lang. Om ervoor te zorgen dat de Sovjet-Unie als eerste haar satelliet lanceerde, Korolev besloot een veel eenvoudiger, kleinere satelliet. Het resultaat was Spoetnik, een ietwat primitief apparaat dat nog steeds voldeed aan de definitie van een door de mens gemaakte satelliet.

De Spoetnik-satelliet

Amerikaanse ingenieurs volgden de voortgang van Spoetnik in een baan om de aarde met veel hulpmiddelen, inclusief oscillatoren. Paul Schutzer/Time Life Pictures/Getty Images

Korolev's team wist dat om een ​​satelliet voor de Amerikanen te krijgen, het zou klein en ongecompliceerd moeten zijn. Een zwaardere satelliet zou verdere vooruitgang in raketten vereisen om de snelheden te bereiken die nodig zijn om een ​​baan om de aarde te bereiken. De Sovjets moesten een eenvoudiger apparaat maken dat niet zo veel woog.

Spoetnik had een diameter van 22,8 inch (58 cm) en woog 183,9 pound (83,6 kg). Korolev's team bouwde de bol uit twee aluminium hemisferen, elk slechts 2 millimeter dik. Ze bevestigden twee antennes aan de satelliet. Ze hebben het oppervlak van de satelliet gepolijst om het met optische telescopen gemakkelijker te kunnen detecteren.

In de satelliet zat een eenvoudige radiozender en een zilver-zink batterijpakket. De radio zond een herhaalde reeks piepjes uit. Het doel van deze uitzending was om de rest van de wereld het bewijs te leveren dat de Sovjet-Unie erin was geslaagd de eerste door de mens gemaakte satelliet te lanceren. Veel radio-operators vroegen zich af of de piepjes nog een betekenis hadden, en theorieën varieerden van eenvoudige navigatielezingen tot meer sinistere toepassingen, zoals spionage-informatie. In werkelijkheid, de radio-uitzendingen konden luisteraars op aarde alleen een indicatie geven van de temperatuur in de satelliet.

De satelliet had ook verschillende andere eenvoudige mechanismen erin. Er was een ventilator die automatisch zou inschakelen als de temperatuur in de satelliet boven de 30 graden Celsius kwam. De ingenieurs vulden de satelliet met stikstof tot hij een interne druk van 1,3 atmosfeer had. Ze installeerden verschillende schakelaars die geactiveerd werden afhankelijk van veranderingen in druk of temperatuur. Wanneer geactiveerd, de schakelaars veranderden de signalen die door Spoetnik werden verzonden, waardoor de Sovjet-grondcontrole een idee kreeg van wat er in de satelliet aan de hand was.

De ingenieurs bevestigden Spoetnik aan een speciaal R-7 draagraket. De systemen van Spoetnik werden geactiveerd bij het loskoppelen van het voertuig. De R-7-raket had twee trappen en woog meer dan 272 ton voor de lancering (zonder brandstof woog hij slechts 22 ton). Het gebruikte kerosine T-1 als brandstof en vloeibare zuurstof als oxidatiemiddel. De Spoetnik-satelliet zat aan de bovenkant van de raket, gehuisvest in een speciale behuizing die de raket overboord heeft gegooid bij het bereiken van een baan.

Scott Andrews/NASA

De raket was een uitgeklede versie van een militaire ICBM. Het had geen afstandsbedieningssysteem, en uitsluitend bediend met gekalibreerde gyroscopen. De gyroscopen hielpen de raket tijdens de vlucht aanpassingen te maken om zijn koers te behouden. Er was geen manier voor grondcontrole om de vliegroute van de raket te beïnvloeden. In feite, er waren geen actieve volgsystemen aan boord van de raket - de Sovjet-Unie moest de voortgang van de Spoetnik volgen met radar- en grondtelescopen.

Vrije val

in 1687, Sir Isaac Newton theoretiseerde dat snelheid de meest cruciale factor was om een ​​baan om de aarde te krijgen. Hij illustreerde het concept met een gedachte-experiment:Stel je een kanon voor op de top van een hoge berg. Je richt het kanon op de horizon. Als je het kanon afvuurt, zwaartekracht trekt de kanonskogel naar beneden totdat deze contact maakt met de grond. Als u meer buskruit gebruikt, de kanonskogel reist sneller en gaat verder. Met genoeg buskruit, je zou de kanonskogel zo snel kunnen afvuren dat hij overeenkomt met de snelheid waarmee de aarde naar beneden buigt. De kanonskogel zou eeuwig vallen, het volgen van de curve van de aarde totdat luchtweerstand het vertraagde. In een omgeving zonder luchtweerstand, het zou voor altijd vallen, om de aarde cirkelen.

Spoetniks invloed

De Explorer I-satelliet was de eerste satelliet die met succes door de Verenigde Staten werd gelanceerd. Met dank aan NASA

Het is niet overdreven om te zeggen dat de lancering van de Spoetnik een revolutie teweegbracht in de wereld. Vooral, de Verenigde Staten voelden de druk om onderzoek en ontwikkeling op te voeren in industrieën variërend van raketten tot militaire ontwikkeling tot informatica. Hoewel het waarschijnlijk is dat de VS zwaar in deze velden zou hebben geïnvesteerd als er genoeg tijd was, Spoetnik zette dat allemaal in een stroomversnelling.

Een van de redenen waarom de VS snel op de lancering moesten reageren, was om het vertrouwen van de burgers terug te winnen. Sinds het begin van de Koude Oorlog, de mensen van de VS waren ervan overtuigd dat ze in de meest geavanceerde natie op aarde leefden. Toen de Sovjets hun succesvolle lancering van 's werelds eerste kunstmatige satelliet aankondigden, Amerikanen waren stomverbaasd.

Terwijl de gedachte om achter te blijven bij de Sovjets in ruimteverkenning verontrustend was, een ander idee veroorzaakte nog meer angst. Als de USSR een manier had ontdekt om een ​​satelliet de ruimte in te lanceren, ze kunnen misschien ook vanuit de hele wereld een raket met een verwoestende kernkop op de Verenigde Staten afvuren. De superioriteit van de Amerikaanse luchtmacht zou de Verenigde Staten in een toekomstig conflict niet langer de overhand geven.

De Amerikaanse president Dwight Eisenhower wist van Spoetnik voordat het werd gelanceerd. Hij en de rest van de Amerikaanse regering onderschatten de impact die de lancering van de satelliet op het Amerikaanse volk zou hebben. Het eerste Amerikaanse satellietproject hielp ook niet om de Amerikaanse geest te versterken. De satelliet heette Vanguard. Het kan wetenschappelijke gegevens verzamelen en informatie terugsturen naar de aarde, waardoor het veel complexer is dan Spoetnik. Helaas, Het raketvoertuig van Vanguard kreeg een grote storing bij de lancering en de satelliet werd vernietigd. Een paar maanden later, Het ingenieursteam van Werner von Braun lanceerde met succes Explorer I. De ruimtewedloop was begonnen.

Een mislukte lancering resulteert in de vernietiging van de Vanguard I-satelliet, die de eerste Amerikaanse satelliet zou zijn geweest. Met dank aan NASA

Eind jaren vijftig, computers waren zeldzaam. Er waren slechts een paar supercomputers bij verschillende onderzoeksinstellingen en universiteiten. Eisenhower erkende de noodzaak om de informatie in verschillende computersystemen te beschermen. Als de Sovjets een raket zouden afvuren en een computercentrum zouden raken, al die informatie zou verloren gaan. Hij stelde functionarissen aan om te kijken naar een manier om deze supercomputers met elkaar te verbinden tot een netwerk, zodat informatie niet langer gecentraliseerd was in kleine zakjes in het hele land. Eventueel, dit netwerk van supercomputers evolueerde naar wat we internet noemen. Op een manier, een Sovjet-satelliet is verantwoordelijk voor de webpagina die u nu leest.

Terwijl het succes van Spoetnik betekende dat de Verenigde Staten aan het begin van de ruimtewedloop achterop raakten bij de Sovjet-Unie, uiteindelijk overtroffen de VS de USSR De Sovjets waren succesvol in het lanceren van de eerste man en de eerste vrouw in een baan om de aarde. Maar de VS was het enige land dat erin slaagde astronauten op de maan te laten landen. Terwijl Spoetnik het begin markeerde van de ruimtewedloop, de maanlanding van Apollo 11 was het einde ervan.

Wat is er met Spoetnik gebeurd?

Spoetnik was niet bedoeld om lang mee te gaan. Het batterijpakket had een levensduur van slechts enkele weken. Na iets meer dan drie weken in een baan om de aarde, de batterijen van de satelliet werkten niet. De satelliet bleef rond de aarde 1 draaien, 440 keer in 92 dagen. Op 4 januari 1958, Spoetnik brandde op bij het opnieuw binnenkomen van de atmosfeer van de aarde [bron:Russian Space Web].

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe het Apollo-ruimtevaartuig werkte
  • Hoe astronauten werken
  • Hoe werkt naar de badkamer gaan in de ruimte?
  • Hoe lang kan een mens in de ruimte overleven?
  • Hoe maanlandingen werken
  • Hoe NASA werkt
  • Hoe raketmotoren werken
  • Hoe satellieten werken
  • Hoe ruimtepakken werken
  • Hoe ruimtestations werken

Meer geweldige links

  • NASA
  • Russische ruimteweb

bronnen

  • Gallagher, David F. (producent). "The Times kijkt terug:Spoetnik." De New York Times. 1997. http://www.nytimes.com/partners/aol/special/sputnik/
  • Garber, Steve. "Spoetnik en de dageraad van het ruimtetijdperk." Nasa. 10 oktober 2007. http://history.nasa.gov/sputnik/
  • "Spoetnik." Russische ruimteweb. http://www.russianspaceweb.com/sputnik.html
  • "Spoetnik vrijgegeven." NOVA PBS-special. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sputnik/

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Commerciële voorouderstests kunnen onthullen hoeveel Neanderthaler-DNA u heeft
  2. S-fase: wat gebeurt er tijdens deze subfase van de celcyclus?
  3. Hoe menselijke Wang-cellen te observeren onder een lichtmicroscoop
  4. Staan we allemaal af van een gemeenschappelijke vrouwelijke voorouder?
  5. Een 3D-model van een plantencel maken met een piepschuim Ball
  6. Bron van Beperking Enzymes
  7. Waarom heeft een regenworm een ​​gesloten bloedsomloop?
  8. Hoe is zuurstof belangrijk voor de afgifte van energie in de celademhaling?
  9. Wat is het verschil tussen planten, schimmels en dieren?

Wetenschap