Wyścig o pierwszego satelitę

dnia 10/06/2016

Lata 50-te XX wieku to początek wyścigu zbrojeń i Zimnej Wojny. To również czas, kiedy rozpoczął się wyścig kosmiczny. Dziś na świecie istnieje wiele agencji kosmicznych, a prywatne firmy wysyłają regularnie ładunki na orbitę. W połowie XX wieku jednak istniały na świecie tylko dwa mocarstwa, zdolne do wyniesienia czegokolwiek na orbitę naszej planety.

ZSRR i USA, bo o tych mocarstwach mowa, przez kilkadziesiąt lat dominowały w dziedzinie lotów kosmicznych. Dziś oczywistym jest fakt, iż wielki konflikt tych dwóch mocarstw – ich wyścig zbrojeń – był główną siłą napędową rozwoju technologii kosmicznej. A u samych początków tego rozwoju stał wyścig o pierwszego sztucznego satelitę.

Historia pierwszych satelitów to nie tylko historia zwycięstwa ZSRR, ale też opowieść o tajemnicy CIA i Eisenhowera, którą ten ostatni zabrał do grobu; to też historia ambicji naukowych przyćmionych decyzjami politycznymi. Wszystkiego jednak nie da się opisać w jednym artykule, ale i sama historia ogólna tego, jak potoczyły się sprawy ze Sputnikiem, Vanguardem i Explorerem, jest wystarczająco ciekawa.

Międzynarodowy Rok Geofizyczny

W 1957 roku miał rozpocząć się tak zwany Międzynarodowy Rok Geofizyczny, trwający od 1 lipca 1957 do 31 grudnia 1958 roku. Była to międzynarodowa, cywilna inicjatywa naukowa. Naukowcy z całego świata w tym czasie przeprowadzali badania i eksperymenty, mające na celu poszerzenie naszej wiedzy o świecie. W ramach tego wydarzenia, Stany Zjednoczone ogłosiły, iż wyślą na orbitę okołoziemską pierwszego w historii sztucznego satelitę. Związek Radziecki nie chciał być gorszy i ogłosił dokładnie ten sam plan. Wszystko działo się kilka lat wcześniej, a 1957 rok miał być finałem małej rywalizacji o to, kto wyśle pierwszego satelitę na orbitę Ziemi.

Decyzje tych dwóch rządów były odpowiedzią na rezolucję międzynarodowego komitetu naukowego Comite special de l’annee geophysique internationale, w skrócie CSAGI, opublikowaną 4 października 1954 roku jako jedną z sugerowanych wytycznych dla Międzynarodowego Roku Geofizycznego:

W związku z wielką wagą obserwacji promieniowania pozaziemskiego i fenomenów geofizycznych w górnych partiach atmosfery; a także w związku z aktualnym postępem w rozwoju technologii rakietowej; CSAGI sugeruje analizę pomysłu wystrzelenia małego satelity, oraz równie wnikliwą analizę jego instrumentów naukowych (…).

Jak to bywało w tamtych czasach, w ZSRR wszystko było sterowane centralnie, a w USA rząd ogłosił po prostu przetarg.

Aż trzy instytucje przedstawiły swoje projekty pierwszego satelity, jeśli chodzi o USA. Propozycja Sił Powietrznych została praktycznie z góry odrzucona, bowiem zakładała wykorzystanie rakiet Atlas, które ówcześnie jeszcze nie istniały (Atlasy zostały w końcu zbudowane i posłużyły do wystrzelenia pierwszych sond międzyplanetarnych w ramach programu Marinerów). Wojskowa Agencja Rakiet Balistycznych również przedstawiła swoją propozycję – to w tej jednostce pracował Wernher von Braun, który chciał wystrzelić satelitę na zmodyfikowanej rakiecie balistycznej Redstone. Armia dzieliła jednak projekt na dwie części: rakietę dostarczy wojsko, a satelitę zbuduje Jet Propulsion Laboratory z Pasadeny, działające we współpracy z wojskiem, choć podlegające California Institute of Technology.

Laboratorium Naukowe Marynarki, trzecia instytucja, postanowiło zaś opracować swoją rakietę od zera i zbudować w krótkim czasie satelitę o nazwie Vanguard.

Obydwie propozycje zostały dokładnie przeanalizowane przez reprezentantów rządu, a potem przyszła decyzja: satelitę zbuduje i wystrzeli laboratorium marynarki. Wernher von Braun i wielu obserwatorów było zaskoczonych. Zespół von Brauna posiadał już swoje rakiety, posiadał też doświadczenie w technologii rakietowej ogółem. Tymczasem laboratorium marynarki chciało zaprojektować rakietę od zera, bez jakiegokolwiek doświadczenia. Decyzja rządu była więc niezrozumiała. Jednak zapadła i nie można było jej zmienić, dlatego zespół von Brauna postanowił pracować nad swoim rakietami, nieco po cichu, na wypadek, gdyby sytuacja się zmieniła.

Tajemnica zabrana do grobu

Obserwatorzy długo zastanawiali się co do przyczyn, dla których wybrano projekt laboratorium marynarki – choć do dziś nie mamy pewności, to wiele osób skłania się ku następującemu wyjaśnieniu – w tle całego naukowego wyścigu o pierwszego satelitę toczyła się tajna, polityczna gra prowadzona przez prezydenta USA, Dwighta D. Eisenhowera.

Prezydent USA Dwight D. Eisenhower, odpowiedzialny za stworzenie NASA i program wojskowych satelitów szpiegowskich. Zdjęcie z domeny publicznej.

Prezydent USA Dwight D. Eisenhower, odpowiedzialny za stworzenie NASA i program wojskowych satelitów szpiegowskich. Zdjęcie z domeny publicznej.

Od początków Zimnej Wojny, Dwight Eisenhower szukał sposobów na zachowanie statusu quo i nie dopuszczenie do wybuchu wojny ze Związkiem Radzieckim. Obydwie strony konfliktu rozwijały już wtedy swoje programy broni atomowej i rakiet balistycznych, zdolnych do dostarczenia ładunków nuklearnych na drugą stronę planety. Eisenhower uważał, iż najlepszym sposobem na kontrolowanie sytuacji jest posiadanie wiedzy na temat tego, co robi druga strona. Dlatego interesował się mocno wszelkimi możliwościami szpiegowania Związku Radzieckiego.

Samoloty szpiegowskie były ówcześnie głównym narzędziem pracy wywiadu. Jednak były atakowane, a do tego miały ograniczony zasięg – Eisenhower szukał sposobu na szpiegowanie ZSRR bez ryzykowania otwartej wojny. To wtedy, na początku lat 50-tych, jego doradcy podsunęli mu pomysł satelitów szpiegowskich, które, krążąc na orbicie Ziemi, wykonywałyby fotografie dla wywiadu. Technologia mogła być szybko opracowana.

Eisenhowerowi spodobał się ten pomysł, ale dostrzegał istotny problem – w historii brakowało odpowiedniego precedensu. Eisenhower nie był pewien, jak zareaguje ZSRR na fakt, iż amerykański satelita przelatuje nad granicami ich państwa. Nikt bowiem, na arenie międzynarodowej, nie był do końca pewien, jak daleko w górę rozciągają się granice państw. Eisenhower wiedział więc, iż musi wpierw stworzyć odpowiedni precedens. Jeśli satelita przeleciałby nad różnymi państwami świata i nikt by nie protestował, umożliwiłoby to bezpieczne rozwiniecie technologii satelitów szpiegowskich w przyszłości.

Zbliżający się rok geofizyczny dał Eisenhowerowi sposobność do stworzenia tego precedensu. Jeśli w kosmos poleciałby satelita naukowy, mający przeprowadzić badania, nie zaś satelita wojskowy, wszystko byłoby w porządku. Tak oto USA rozpoczęło pracę nad Vanguardem.

Możliwe, iż dlatego wybrano projekt Laboratorium Marynarki. Instytucja ta faktycznie jest jednym z działów Marynarki Wojennej USA, ale zatrudniała i wciąż zatrudnia cywilnych naukowców. Laboratorium to postanowiło zaprojektować od zera rakietę do celów naukowych – tymczasem von Braun wraz ze swoim zespołem chcieli wynieść satelitę na pokładzie zmodyfikowanej rakiety balistycznej – wcześniej służącej do przenoszenia ładunków jądrowych.

Eisenhower nie mógł sobie pozwolić, by ktokolwiek, a zwłaszcza ZSRR, zyskało punkty zaczepienia w kwestiach militarnych elementów projektu, dlatego zdecydowano się na zbudowanie cywilnej rakiety od zera.

Vanguard kontra Sputnik

Ostatecznie więc jednak wybrano propozycję Laboratorium Marynarki, które chciało samodzielnie dostarczyć wszystkich niezbędnych elementów projektu: rakietę nośną, satelity i stacje nasłuchowe, odpowiedzialne za odbiór danych naukowych. Komitet rządowy odpowiedzialny za wybór najlepszej oferty podjął decyzję w sierpniu 1955 roku. Od tego czasu Laboratorium Marynarki rozpoczęło pracę nad projektem nazwanym Vanguard. Ostatecznie, w ciągu kilku lat z łatwością zbudowano satelitę Vanguard w kształcie kuli i sieć 14 stacji nasłuchowych. Rakieta sprawiała jednak więcej problemów.

Pierwotnie zakładano, iż Vanguard, o oznaczeniu TV-3 (Test Vehicle, ang. pojazd testowy), poleci we wrześniu 1957 roku, jednak problemy z budową nowej rakiety skutkowały przełożeniem startu o kilka tygodni. Niestety dla USA, miesiąc później, 4 października 1957 roku, Związek Radziecki wystrzelił swojego Sputnika 1. Miesiąc później, ZSRR miało swój kolejny sukces w postaci udanego startu Sputnika 2.

Siergiej Korolew, ojciec radzieckiej technologii rakiet nośnych. Zdjęcie z domeny publicznej.

Siergiej Korolew, ojciec radzieckiej technologii rakiet nośnych. Zdjęcie z domeny publicznej.

W ZSRR już 17 grudnia 1954 roku Siergiej Korolew (lub Korolow, wg. innej transkrypcji) przedstawił plany wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity. 8 sierpnia 1955 roku Biuro Polityczne Partii wyraziło oficjalnie zgodę na realizację takiego projektu, zaledwie nieco ponad tydzień po ogłoszeniu podobnych planów przez prezydenta USA. ZSRR wkrótce rozpoczęło modyfikację balistycznej rakiety R-7 do trzech członów – taka rakieta byłaby w stanie wynieść w kosmos satelitę.

Na początku 1956 roku ZSRR rozpoczęło prace nad samym satelitą. Satelita taki miał być instrumentem naukowym z prawdziwego zdarzenia. Miał zbadać gęstość atmosfery, pole magnetyczne czy promieniowanie kosmiczne, a wszystko miało być transmitowane na Ziemię z pomocą sieci stacji odbiorczych. Satelitę nazwano wtedy „Obiektem D”. Niestety, rozwój technologii nie był zadowalający – instrumenty naukowe się opóźniały, a rakieta R-7 wciąć była za słaba, by wynieść na orbitę ciężki pojazd naukowy. Dlatego Obiekt D został odłożony na półkę, za zaleceniem władz. Ważniejszym było wysłanie satelity w ogóle, niźli wysłanie satelity naukowego. Obiekt D poleciał później i do dziś znany jest jako Sputnik 3.

O ile Obiekt D miał ważyć ponad tonę, nowy plan zakładał zbudowanie prostego satelity o wadze do 100 kilogramów i wyposażenie go w prosty nadajnik radiowy. Kiedy projektanci pracowali nad satelitą, Korolew – ojciec radzieckiej myśli rakietowej – budował swoją zmodyfikowaną rakietę R-7. Rakieta często ulegała awarii i zniszczeniu przy pierwszych próbach wystrzelenia, ale już 21 sierpnia 1957 roku, czwarta zmodyfikowana rakieta R-7 została pomyślnie wystrzelona. Zmodyfikowana R-7 w końcu została zaakceptowana przez władze i, przemianowana na nazwę „Sputnik”, dotarła do kosmodromu, dziś znanego jako Bajkonur.

Na rakiecie miał polecieć Sputnik 1 – mały satelita o wadze nieco ponad 80 kilogramów. Na pokładzie znalazł się akumulator i mały nadajnik radiowy. W końcu, Sputnik został wystrzelony z dzisiejszego kosmodromu w Bajkonurze 4 października 1957 roku.

Tego dnia świat się zmienił – Związek Radziecki umieścił tego dnia na orbicie pierwszego sztucznego satelitę. Ta mała metaliczna kula miała na pokładzie nadajnik, wysyłający w regularnych odstępach czasu proste impulsy, dzięki czemu radiooperatorzy na całym świecie mogli potwierdzić, iż Sputnik faktycznie krąży po orbicie. Dzięki temu USA nie mogło zanegować osiągnięcia Związku Radzieckiego.

Replika Sputnika 1 z amerykańskiego muzeum. Zdjęcie z domeny publicznej.

Replika Sputnika 1 z amerykańskiego muzeum. Zdjęcie z domeny publicznej.

Dla Amerykanów, tak mocno wierzących w swoją silną pozycję technologicznego pioniera, Sputnik był szokiem – oto ZSRR wygrało wyścig o pierwszego satelitę, pokonało Amerykę, która w oczach swoich obywateli była zawsze pierwsza i najlepsza. Opinia publiczna zwróciła się przeciwko Eisenhowerowi, domagając się wyjaśnień, dlaczego to nie USA wygrało ten wyścig. I choć Eisenhower faktycznie stracił w oczach ludzi, to w tle osiągnął swój cel, nawet w łatwiejszy sposób, niż się spodziewał. Związek Radziecki z pomocą Sputnika 1 stworzył idealny precedens – nikt nie zgłosił protestów do przelotu radzieckiego satelity nad terenem różnych państw.

Pierwszy Sputnik był też elementem wojny psychologicznej. Nadawany sygnał radiowy mógł być odebrany przez każdego radiooperatora na Ziemi, posiadającego sprzęt nawet amatorskiej natury. W wyniku tego ludzie szybko zdali sobie sprawę, iż nad ich głowami przelatuje radziecki satelita o nieznanych zamiarach. A co więcej, cały świat szybko uświadomił sobie, iż ZSRR jest teraz w stanie wysłać na orbitę satelity, jak wtedy myślano, dowolnego przeznaczenia, nawet wyposażone w broń, zdolną do ataku z orbity.

Eisenhower wiedział, że teraz, od momentu wystrzelenia Sputnika, USA może zbudować satelity szpiegowskie, które będą miały na oku cały teren Związku Radzieckiego. Warto wiedzieć, iż nawet w czasie, kiedy w ZSRR pracowano nad Sputnkiem, a w USA nad Vanguardem, Siły Powietrzne USA pracowały już nad ściśle tajnym projektem sztucznych satelitów szpiegowskich, które miały być wysyłane na balistycznych Thorach. Sputnik dał Eisenhowerowi możliwość bezpiecznego wystrzelenia tych maszyn.

Vanguard kontra Explorer

Choć ZSRR wygrało wyścig o pierwszego satelitę, Ameryka nie chciała być gorsza, więc prace nad Vanguardem trwały. 6 grudnia 1957 roku satelita Vanguard TV-3 był już zamontowany na rakiecie Vanguard i szykował się do startu. Niestety, jak się wkrótce okazało, problemy technologiczne nie zostały w pełni rozwiązane, a rakieta – na oczach widzów przed ekranami (start był transmitowany na żywo w telewizji), straciła moc kilka sekund po starcie, spadła i uległa zniszczeniu w majestatycznej eksplozji.

Vanguard TV-3 kilka sekund po starcie. Zdjęcie: NASA

Vanguard TV-3 kilka sekund po starcie. Zdjęcie: NASA

Co ciekawe, awaryjne systemy odstrzelenia satelity w przypadku awarii zadziałały, a uszkodzony Vanguard TV-3 może być dziś oglądany w muzeum Smithsonian pod Waszyngtonem. W tym czasie Sowieci wystrzelili Sputnika 2.

Wkrótce po Sputniku 2, Sekretarz Obrony USA dał zgodę na powrót projektu Explorera. Werhner von Braun bez problemu dostarczył rakietę Juno I, rozwijaną równocześnie, choć mniej oficjalnie, z Vanguardem, a Jet Propulsion Laboratory z Pasadeny szybko, w ciągu zaledwie 80 dni, zbudowało i dostarczyło satelitę Explorer 1. 31 stycznia 1958 roku Juno I bez problemu wyniosło Explorera na orbitę okołoziemską. Zgoda na Explorera i użycie rakiety wojskowej przyszła z łatwością w miesiącach po Sputniku. USA stało się świadome, iż Sowietów nie interesowało, czy Sputniki polecą na rakietach wojskowych czy cywilnych. Obydwie radzieckie satelity wystrzelono bowiem na rakietach balistycznych R-7.

Twórcy pierwszego amerykańskiego satelity, od lewej: William Pickering, dyrektor JPL; James van Allen i Wernher von Braun; trzymający model w skali 1:1: satelity Explorer 1. Zdjęcie: NASA

Twórcy pierwszego amerykańskiego satelity, od lewej: William Pickering, dyrektor JPL; James van Allen i Wernher von Braun; trzymający model w skali 1:1: satelity Explorer 1. Zdjęcie: NASA

Ważący nieco ponad 13 kilogramów Explorer 1, w przeciwieństwie do pierwszego Sputnika, naprawdę miał charakter naukowy. Dane zebrane przez Explorera pozwoliły na odkrycie obszarów intensywnego promieniowania wokół Ziemi, później nazwanych pasami van Allena. James van Allen odkrył je dzięki licznikom Geigera-Müllera, znajdującym się na pokładzie Explorera. Tym samym, Explorer 1 stał się pierwszym, naprawdę naukowym satelitą w historii.

Lecz nie był to koniec amerykańskich przygód z satelitami.

Vanguard, w wersji TV-4, ostatecznie poleciał 17 marca 1958 roku i stał się drugim amerykańskim sztucznym satelitą. Był też pierwszym w historii satelitą zasilanym przez panele solarne. Co ciekawe, TV-4 znany aktualnie po prostu jako Vanguard 1, do dziś krąży na orbicie okołoziemskiej i pozostanie tam przez około 200 kolejnych lat. W kosmos poleciały jeszcze dwa Vanguardy. O ile Explorer 1 dostarczył danych na temat pasów van Allena, Vanguard 1 pomógł w zbadaniu struktur górnych warstw atmosfery, pomógł poprawić jakość map, określił nieco spłaszczoną postać ziemskiego globu i dostarczył wielu innych, cennych danych naukowych.

Explorer 1 spłonął w atmosferze w 1970 roku, a sen Eisenhowera o satelitach szpiegowskich ziścił się w roku 1960, kiedy Armia zaczęła odnosić pierwsze sukcesy z satelitami szpiegowskimi w ramach programu Corona. Kilka lat później satelity szpiegowskie staną się kolejnym powodem, dla którego stworzona zostanie nowa technologia – NASA rozpocznie prace nad flotą orbiterów (promów), których ładownia z góry zostanie zaprojektowana do wynoszenia na orbitę satelitów wojskowych.

Początek podboju kosmosu

29 lipca 1958 roku, Dwight D. Eisenhower oficjalnie powołał NASA. Dwa światowe mocarstwa rozpoczęły erę eksploracji przestrzeni kosmicznej. Sam wyścig o satelitę naukowego szybko zamienił się w grę polityczną, a nauka zeszła na dalszy tor, jednak gdy świat zrozumiał już, że jesteśmy w stanie umieszczać na orbicie sztuczne satelity, rozwój technologi ruszył do przodu, czego efektem jest dzisiejsza kultura natychmiastowej komunikacji i wielkie osiągnięcia w dziedzinie technologii kosmicznej.

Wojtek Usarzewicz

O autorze:
Wojtek pisze o tym, co związane z historią eksploracji kosmosu, a publikuje przede wszystkim na swojej stronie, Kosmosfera.pl. Jest autorem e-booka „Oko na niebie”, przedstawiającej historię Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

Dodaj komentarz