Sześć dekad temu tajemnicze piski z nieba poruszyły świat

Ten typ rakiety zostaje wystrzelony i skierowany pod odpowiednim kątem, aby po wykorzystaniu paliwa i imponującym locie parabolicznym spaść na Ziemię, robiąc równie imponującą rozpierduchę kilka tysięcy kilometrów dalej. Z takim zasięgiem można było jednak zrobić inny użytek. Orbita ziemska zaczyna się już od wysokości 200 km, więc samo wystrzelenie satelity nie było tak trudne, jak wypracowanie odpowiedniego środka transportu. Tu większość zasług dzierży inżynier Siergiej Korolow - ojciec radzieckiego programu kosmicznego.


Planując pierwsze loty orbitalne, Korolow postanowił skorzystać właśnie z gotowych rozwiązań, opierających się na sprawdzonych pociskach balistycznych R-7. Prace nad nimi rozpoczęły się już w roku 1953, a od początku 1957 miały już miejsce mniej i bardziej udane próby. 21 sierpnia rakieta wystrzelona z kosmodromu Bajkonur w Kazachskiej SRR dotarła zgodnie z planem na Kamczatkę. Dystans liczący ponad 6000 km jednocześnie imponował i uruchamiał wyobraźnię. Głowica jądrowa wystrzelona z Syberii bez problemów mogła dolecieć do zachodniego wybrzeża USA, a Scott McKenzie nie zaśpiewałby o San Francisco. Przechodząc do kwestii technicznych, rakieta składała się z dwóch stopni wyposażonych łącznie w pięć silników – cztery pomocnicze rozmieszono symetrycznie dookoła głównego. Zapłon wszystkich następował jednocześnie w chwili startu, gdyż inżynierowie nie byli przekonani do systemu samoczynnego zapłonu po odłączeniu pierwszego stopnia. Działanie środkowego silnika, stanowiącego drugi stopień, zaplanowano odpowiednio dłużej, aż do osiągnięcia orbity i wyrzucenia kapsuły z satelitą. Z racji pracy w środowisku rozrzedzonego powietrza i próżni, silniki rakietowe potrzebowały tzw. utleniacza. Seria rakiet R-7 była wyposażona w zbiorniki ciekłego tlenu oraz nafty, jako paliwa, pompowanych mechanicznie do komór spalania.


Sputnik 1 we wstępnych założeniach nie był pierwszym sztucznym satelitą, gdyż Rosjanie planowali wysłać w kosmos Sputnika oznaczonego później numerem 3. Stopień zaawansowania technicznego tego projektu i wynikające z niego opóźnienia, a ponadto naciski polityczne, aby wyprzedzić Amerykanów, zaważyły o wystrzeleniu 4 października 1957 r. uproszczonego satelity, którego podstawowym elementem była metalowa kula o średnicy 58 cm. Wypełniał ją azot, którego ciśnienie monitorowano, aby odnotować ewentualne zderzenia z okruchami skał, jakie mogły zostać przyciągnięte grawitacją ziemską. Do komunikacji służyły dwie pary anten od długościach 2,4 i 2,9 m, pozwalające nadawać we wszystkich kierunkach, niezależnie od ustawienia. Nadajnik o mocy 1 W generował przerywane sygnały o częstotliwościach 20,005 i 40,002 MHz. Wszystkie dane odczytywano z ich zmiennej wysokości i długości. Taka analiza pozwoliła na zbadanie gęstości elektronowej jonosfery, a także śledzenia zmian temperatury i ewentualnych skoków ciśnienia. Do utrzymywania optymalnej temperatury wewnątrz kapsuły służył wbudowany wentylator, który włączał i wyłączał się automatycznie za pomocą przekaźnika termicznego. Z racji uproszczonej konstrukcji, komunikacja radiowa mogła się odbywać tylko w jedną stronę, od chwili oddzielenia od rakiety obsługa naziemna nie miała już żadnej kontroli nad satelitą. Ogniwa zasilające srebrowo-cynkowe pozwoliły na pracę urządzeń przez ponad 500 okrążeń Ziemi, po czym sygnały zanikły. Łączną liczbę okrążeń oszacowano na 1440, po czym satelita spłonął w atmosferze 4 stycznia 1958 r.


Kiedy pierwszy sztuczny satelita jeszcze piszczał nad głowami Ziemian, w Związku Radzieckim trwały zaawansowane prace przed startem kolejnego Sputnika. Do dziś nie ustalono, czy zaważyły tu naciski Chruszczowa, aby w ten sposób uczcić 50. rocznicę bolszewickiej rewolucji, czy też Koroliow z własnej inicjatywy chciał iść za ciosem. Niezależnie od inicjatora, faktem jest, że pracownicy Specjalnego Biura Konstrukcyjnego nr 1 zostali wówczas wezwani z urlopów. Niezależnie od przyczyny, budowa satelity znacznie różniła się stopniem zaawansowania. Z racji charakteru misji, kształt kapsuły zaprojektowano jako stożek o wysokości 4 m i podstawie średnicy 2 m. Bliżej wierzchołka ulokowano nadajnik radiowy, urządzenia telemetryczne i spektrofotometry mierzące poziom promieniowania UV i rentgenowskiego. Całkowicie nowym elementem wyposażenia stał się specjalny przedział dla pierwszej żywej istoty na orbicie – suczki imieniem Łajka. Jego konstrukcja opierała się na kapsułach używanych do krótkich lotów suborbitalnych z udziałem zwierząt, jednak w tym wypadku dodano systemy usuwania z powietrza pary i dwutlenku węgla, doprowadzania tlenu oraz utrzymywania optymalnej temperatury. Ponieważ przewidywano czas życia pasażera na 10 dni, Łajka miała do dyspozycji automatycznie podawaną karmę i wodę. Po tym czasie planowano podać ostatnią, zatrutą porcję karmy. Od początku bowiem zakładano, że misja Łajki będzie lotem w jedną stronę; nie opracowano jeszcze techniki powrotu na Ziemię. Misja miała na celu zbadanie wpływu przebywania w kosmosie na zaawansowany organizm żywy, dlatego monitorowano pracę serca, szybkość oddechów oraz ruchy zwierzęcia.


Wystrzelenie rakiety miało miejsce w nocy 3 listopada. Lot przebiegał bez zakłóceń do planowanego momentu oddzielenia kapsuły od ostatniego członu rakiety. Wskutek awarii nie doszło do tego, a satelita zaczął się nagrzewać od gorącego silnika. Łajkę spotkało to, co wiele innych zwierząt, pozostawianych przez właścicieli – kretynów w rozgrzanych samochodach. Mimo położonych mat termoizolacyjnych i automatycznej wentylacji, temperatura w kapsule wzrosła do 43 stopni. Przegrzanie w połączeniu ze stresem przyczyniło się do śmierci Łajki zaledwie kilka godzin po starcie. Sputnik 2, podobnie jak jego poprzednik, nie posiadał zdalnego systemu kontroli lotu, dlatego misja trwała dalej. Krążąc nad Ziemią, odbiornik promieniowania kosmicznego stwierdził istnienie tzw. pasa radiacyjnego. Jest to obszar oddziaływania naładowanych cząstek, głównie protonów i elektronów, które przechwycone przez ziemskie pole magnetyczne poruszają się wzdłuż przebiegu linii tego pola. Z racji zmiennej wysokości przelotu satelity, odkrycie wspomnianego pasa nie było możliwe nad terytorium ZSRR, a Rosjanie nie udostępnili innym obserwatoriom klucza do odszyfrowania kodu nadawanego przez Sputnika. Dlatego też formalnie odkrycie to przypisywane jest amerykańskiemu satelicie Explorer 1, który został wystrzelony rok później.


Sam pasażer Sputnika 2 został wcześniej wybrany wraz z dziesiątką innych psów, które trafiły na testy do Instytutu Medycyny Lotniczej. Tam badano odporność na stres, przeciążenia, zdolność przystosowania do ciasnego pomieszczenia. Pierwszy wybór padł na inną suczkę, Albinę, jednak ta w międzyczasie oszczeniła się, dlatego ostatecznie zdecydowano się na Łajkę. Zdecydowało jej oswojenie z trudnymi warunkami, gdyż dorastała jako bezpański pies na ulicach Moskwy. Ponadto Łajka była stosunkowo mała, co miało zapewnić jej optymalny komfort w kapsule. Należy przy tym dodać, że Łajka była pierwszym ssakiem w kosmosie i pierwszym żywym organizmem na orbicie, jednak doświadczenia z zachowaniem organizmów w kosmosie prowadzono już wcześniej. W 1947 r., dysponując jedną z rakiet V2, Amerykanie wysłali na wysokość 109 km muszki owocowe. Kapsuły nie wprowadzano na orbitę, a powrót na Ziemię odbył się z użyciem spadochronu. Owady przetrwały ten lot w dobrej kondycji, co utorowało drogę do dalszej eksploracji kosmosu.

Przy okazji warto przypomnieć o zjawisku społecznym, nazywanym „sputnikowym kryzysem”. Fakt faktem, że ZSRR wyprzedził wówczas w kosmicznym wyścigu USA, jednak to nie oznaczało, że za chwilę kontynent północnoamerykański zostanie obsypany gradem bomb atomowych, ani też że szpiegowskie satelity dotrą do najbardziej strzeżonych poligonów wojskowych. Nerwowe nastroje starał się studzić prezydent Eisenhower, który słusznie zresztą klasyfikował radziecki sukces do osiągnięć naukowych, a nie militarnych. Społeczeństwo wolało jednak kształtować opinie z mediów, wieszczących początek długiego okresu dominacji Sowietów na świecie i upatrujących w Sputniku bezpośredniego zagrożenia. Niezależnie od reakcji, Kongres uznał, że czas samemu zabrać się do działania. Przyspieszono prace nad własnym sztucznym satelitą. Setki milionów zielonych wyłożono na powszechną edukację, związaną z całkowicie nową dziedziną wiedzy. Dla Amerykanów wyścig w kosmos dopiero się zaczynał, a radzieckie plecy mieli oglądać jeszcze przez dobre kilka lat. Może nawet oglądaliby je do upadku ZSRR, gdyby nie nakrętka pozostawiona przez niechlujnego mechanika w rakiecie, która miała wynieść Aleksieja Leonowa na Księżyc. Ale to już inna historia, jak pisał Kipling.

Źródła: 1, 2, 3, 4, 5