ماهواره اسپوتنیک : اولین ارتباط انسان با فضا

اسپوتنیک اولین ماهواره‌ای بود که در مدار قرار گرفت:

در 4 اکتبر 1957، بشریت با پرتاب اسپوتنیک‌1، اولین ماهواره مصنوعی در مدار زمین، وارد دوره جدیدی شد. این پرتاب باعث تحولات جدید سیاسی، نظامی، فناوری و علمی شد. در حالی که پرتاب اسپوتنیک یک رویداد واحد بود، باعث شروع عصر فضا و مسابقه فضایی ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی شد. این ماهواره از Baikonur Cosmodromeدر تیوراتام (370 کیلومتری جنوب غربی شهر کوچک بایکونور) در قزاقستان پرتاب شد که در آن زمان بخشی از اتحاد جماهیر شوروی سابق بود. کلمه روسی "اسپوتنیک" به معنای "همدم" ("ماهواره" در معنای نجومی) است.

در سال 1885 کنستانتین تسیولکوفسکی برای اولین بار در کتاب خود به نام رویاهای زمین و آسمان توضیح داد که چگونه می‌توان چنین ماهواره‌ای را به مداری با ارتفاع کم پرتاب کرد. این اولین ماهواره از سری چهار ماهواره‌ای  به عنوان بخشی از برنامه اسپوتنیک اتحاد جماهیر شوروی سابق بود و به عنوان کمکی به ژئوفیزیک بین‌المللی سال (1957-1958) برنامه‌ریزی شد. سه تا از این ماهواره‌ها (اسپوتنیک 1، 2 و 3) به مدار زمین رسیدند.

واکنش آمریکایی‌هایی به پرتاب موفق اولین ماهواره روسی:

Roger D. Launius مورخ ارشد سابق ناسا است. بخش‌هایی از نوشته‌های او را می‌خوانیم:پرتاب اسپوتنیک همه‌ چیز را تغییر داد. به عنوان یک دستاورد فنی، اسپوتنیک توجه جهانیان و افکار عمومی آمریکا را به خود جلب کرد. اندازه آن از محموله 3.5 پوندی Vanguard چشمگیرتر بود. علاوه بر این، افکار عمومی می‌ترسیدند که توانایی شوروی در پرتاب ماهواره به توانایی پرتاب موشک های بالستیک که می‌توانند سلاح‌های هسته ای را از اروپا به ایالات متحده حمل کنند نیز تبدیل شود.

در حالی که پرزیدنت آیزنهاور و دیگر رهبران دولت او نیز به شوروی تبریک گفتند و سعی کردند اهمیت این دستاورد را کم اهمیت جلوه دهند، آنها واکنش عمومی به این رویداد را اشتباه ارزیابی کردند. پرتاب اسپوتنیک 1 تأثیر «پرل هاربر» (Pearl Harbor)بر افکار عمومی آمریکا داشت. این یک شوک بود که یک شهروند عادی را با عصر فضا در شرایط بحرانی آشنا کرد. این رویداد توهمی یک شکاف فناوری ایجاد کرد و انگیزه‌ای برای افزایش هزینه‌ها برای تلاش‌های هوافضا، برنامه‌های آموزشی فنی و علمی، و منشور آژانس‌های فدرال جدید برای مدیریت تحقیق و توسعه هوا و فضا فراهم کرد. نه تنها شوروی برای اولین بار در مدار قرار داشت، بلکه اسپوتنیک 1 وزنی نزدیک به 200 پوند داشت، در مقایسه با 3.5 پوندی که برای اولین ماهواره پرتاب شده در پروژه ونگارد در نظر گرفته شده بود.خیلی بهتر بود. در محیط جنگ سرد اواخر دهه 1950، این نابرابری توانایی پیامدهای تهدیدآمیزی را به همراه داشت.

 

آمریکا شکست می خورد:

خارجی‌های ادراکی ممکن است شیفته تحولات سیاسی و اجتماعی آمریکا، دموکراسی و کثرت‌گرایی باشند، اما آنها بیشتر با فناوری ایالات متحده آشنا می‌شوند. ایالات متحده فقط کشور جورج واشنگتن، توماس جفرسون، آبراهام لینکلن، فردریک داگلاس و الیزابت کدی استانتون نیست، بلکه توماس ادیسون، هنری فورد، اداره دره تنسی و پروژه منهتن نیز هستند. این افراد و دستاوردها این باور را در بین آمریکایی‌ها تقویت کرد که ملت آنها غول فناوری جهان است. موفقیت اتحاد جماهیر شوروی با اسپوتنیک 1 به شکلی بسیار اساسی مسئله مهارت تکنولوژیک آمریکا را مطرح کرد و توانایی آمریکا را در بسیاری از زمینه‌های دیگر زیر سوال برد که عقب‌نشینی در این مورد بیش از پیش برای شخصیت آمریکایی آسیب‌رسان بود.

به عنوان اولین تلاش ملموس برای مقابله با رهبری ظاهری شوروی در فناوری فضایی، کاخ سفید اعلام کرد که ایالات متحده یک تقویت کننده پروژه پیشتاز را در 6 دسامبر 1957 آزمایش خواهد کرد. از رسانه ها دعوت شد تا شاهد این پرتاب باشند به این امید که بتواند کمک کند. بازگرداندن اعتماد عمومی، اما این یک فاجعه درجه اول بود. در طول توالی اشتعال، موشک حدود سه فوت از سکو بالا رفت، برای مدت کوتاهی تکان خورد و در شعله‌های آتش متلاشی شد. جان هاگن که با تب و تاب کار می‌کرد تا موشک را برای پرواز آماده کند، روحیه خود را از دست داد. او پس از آزمایش بعدی حتی بدتر شد. در 5 فوریه 1958، پرتاب ونگارد به ارتفاع چهار مایلی رسید و سپس منفجر شد. هیگن از شکست‌های عمومی اشک می‌ریخت و برخی از همکارانش فکر می‌کردند که حرفه‌اش در آن زمان به پایان رسیده است، زیرا او دیگر هرگز پست مهمی نداشت.

تلاش برای رقابت ماهواره ای با روس ها:

در این بحران، ارتش، با حضور ورنر فون براون و تیم موشکی او که پس از جنگ جهانی دوم به ایالات متحده مهاجرت کرده بود، طرح تأیید نشده‌ای را برای تلاش ماهواره‌ای IGY به نام Project Explorer مورد استفاده قرار داد و آن را در مدت زمان بسیار کوتاهی پرواز داد.مدت زمان کوتاهی. پس از دو شکست پرتاب که ناظران را نگران کرد که ایالات متحده هرگز موفقیت های شوروی را در پرواز فضایی تکرار نکند، تقویت کننده جونو 1 حامل اکسپلورر 1 در ساعت 10:55 بعد از ظهر در 31 ژانویه 1958 از کیپ کاناورال، فلوریدا، از محل پرتاب بلند شد. سایت‌های ردیابی مسیر موشک را به سمت بالادست جو مشخص کردند، اما باید منتظر می‌ماندند تا بدانند آیا به مدار رسیده است یا خیر.

 

ورنر فون براون که به همراه سایر مقامات وزارت دفاع در پنتاگون حضور داشت و برای یک کنفرانس مطبوعاتی آماده می‌شد، از کیپ خبری دریافت کرد که پرتاب انجام شده است و محاسبه کرد که تله متری از اکسپلورر 1 باید در ایستگاه های ردیابی ساحل غربی دقیقاً دریافت شود. 12:41 اما آن زمان آمد و رفت و او همچنان منتظر ارتباط از ماهواره بود. سرانجام در ساعت 12:49 صبح، زمانی که ایستگاه ردیابی JPL عبور بالای سر اکسپلورر 1 را تأیید کرد که رسید .

ساختار اسپوتنیک‌1:

ماهواره اسپوتنیک 1 یک کره آلومینیومی به قطر 58 سانتی متر بود که دارای چهار آنتن شلاق مانند با طول 2.4 تا 2.9 متر بود. آنتن ها شبیه "سبیل " های بلندی بودند که به یک طرف اشاره می کردند. این فضاپیما اطلاعات مربوط به چگالی لایه‌های بالایی جو و انتشار سیگنال‌های رادیویی در یونوسفر را بدست آورد. ابزارها و منابع انرژی الکتریکی در یک کپسول مهر و موم شده قرار داشتند و شامل فرستنده‌هایی با فرکانس‌های 20.005 و 40.002 مگاهرتز (حدود 15 و 7.5 متر در طول موج) بودند، که انتشار در گروه‌های متناوب 0.3 ثانیه در مدت زمان انجام می‌شد و تله متری downlink آن شامل داده‌هایی در مورد دمای داخل و روی سطح کره بود.

اسپوتنیک1 در مدار:

فرستنده‌های ماهواره‌ای به مدت سه هفته کار کردند تا زمانی که باتری‌های شیمیایی روی برد از کار افتادند و با علاقه شدید در سراسر جهان تحت نظر قرار گرفتند. مدار ماهواره‌ای که در آن زمان غیرفعال بود، بعداً پس از تکمیل حدود 1400 دور زمین در فاصله تجمعی 70 میلیون کیلومتری، 92 روز پس از پرتاب (4 ژانویه 1958) به صورت نوری مشاهده شد تا فروپاشی کند. اوج مداری از 947 کیلومتر پس از پرتاب به 600 کیلومتر در 9 دسامبر کاهش یافت.

 

تقویت کننده موشک اسپوتنیک 1 نیز به مدار زمین رسید و در شب به عنوان یک جرم قدر اول از زمین قابل مشاهده بود، در حالی که کره کوچک اما بسیار صیقلی که به سختی در قدر ششم قابل مشاهده بود، از نظر نوری دشوارتر بود. چندین نمونه از ماهواره اسپوتنیک 1 را می توان در موزه‌های روسیه مشاهده کرد و دیگری در موزه ملی هوا و فضای اسمیتسونیان در واشنگتن دی سی به نمایش گذاشته شده است.

نتایج اسپوتنیک:

اسپوتنیک اولین گام انسان در عرصه ماهواره بود واین قدم حال به قدم‌هایی تبدیل شده و چندین کشور در آن گام برداشته‌اند ایران هم با پرتاب اولین ماهواره بومی خود "امید"  در سال1387 به این کشور‌ها پیوست و نام مسلمانان را در قله‌های دانش مطرح کرد. درس دیگر اسپوتنیک تلاش بود و پشتکاری که می تواند کشور‌ها را نه تنها در بحبوحه جنگ و سختی‌ها پیشگام و حتی می تواند اولین در جهان کند.

منابع

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1957-001B

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/displayTrajectory.action?id=1957-001B

https://www.nasa.gov/history/sputnik/index.html

https://www.nasa.gov/history/sputnik/sputorig.html 

https://www.nasa.gov/history/sputnik/harford.html

https://www.nasa.gov/history/sputnik/siddiqi.html 

https://2001-2009.state.gov/r/pa/ho/time/lw/103729.htm

 https://www.space.com/38331-sputnik-satellite-fun-facts.html