Sputnik 1
gigatos | Dezember 28, 2021
Zusammenfassung
Sputnik-1 (russisch: Спутник-1), ursprünglich Iskusstvenni Sputnik Zemli (russisch: Искусственнный спутник Земли, übersetzt. : Künstlicher Erdsatellit oder künstlicher Erdbegleiter), auch Esputinique-1 genannt, war der erste künstliche Satellit, d. h. das erste Objekt, das von der Menschheit in eine Umlaufbahn um einen Himmelskörper, in diesem Fall die Erde, gebracht wurde. Er wurde von der Sowjetunion am 4. Oktober 1957 vom Kosmodrom Baikonur in der Kasachischen Sozialistischen Sowjetrepublik gestartet und war der erste einer Reihe von Satelliten, die im Rahmen des Sputnik-Programms gebaut wurden. Sein Ziel war es, die Eigenschaften der oberen Schichten der Erdatmosphäre, die Bedingungen für den Start von Nutzlasten in den Weltraum und die Auswirkungen der Mikrogravitation und der Sonnenstrahlung auf lebende Organismen im Hinblick auf die Vorbereitung bemannter Missionen zu untersuchen.
Der in sowjetischen Militärkreisen als Elementarsatellit-1 (romanisiert: Prosteishii Sputnik-1) und mit dem Akronym PS-1 (russisch: ПС-1) bezeichnete Sputnik-1 war eine polierte Metallkugel mit einem Durchmesser von 58 Zentimetern, die mit vier Antennen zur Übertragung von Funksignalen ausgestattet war. Er befand sich in einer relativ niedrigen elliptischen Umlaufbahn, in der er sich mit etwa 29.000 Kilometern pro Stunde bewegte und für jede Runde um den Planeten 96,2 Minuten benötigte. Aufgrund der Länge und Neigung seiner Umlaufbahn deckte seine Flugbahn praktisch die gesamte bewohnte Erdoberfläche ab. Seine Signale waren selbst für Funkamateure leicht zu erkennen und wurden von Funkern in aller Welt überwacht. Die Signale hielten 22 Tage lang an, bis die Batterien des Senders am 26. Oktober 1957 leer waren. Nach drei Monaten, 1440 vollen Erdumrundungen und einer zurückgelegten Strecke von etwa siebzig Millionen Kilometern zerfiel der Satellit am 4. Januar 1958 beim Wiedereintritt in die dichteren Schichten der Atmosphäre.
Der überraschende Erfolg des Projekts, das im Rahmen des von den Vereinten Nationen vorgeschlagenen Internationalen Jahres der Geophysik gestartet wurde, löste die amerikanische Sputnik-Krise und das Weltraumrennen mit den Vereinigten Staaten von Amerika aus, eine Dimension des Kalten Krieges, die bis 1975 andauerte und zu bedeutenden politischen, militärischen, technischen und wissenschaftlichen Entwicklungen führte. Etwa einen Monat nach dem Start von Sputnik-2 und der Laika-Hexe brachten die Sowjets eine weitere Innovation auf den Weg, und Ende Januar 1958 folgte der Start von Explorer 1 durch die Amerikaner.
Sputnik-1 war ein Meilenstein in der Geschichte der Wissenschaft. Er lieferte wertvolle Informationen über die Erdatmosphäre und ebnete den Weg für den ersten bemannten Raumflug. So konnte die Dichte der oberen Atmosphäre aus dem aerodynamischen Widerstand abgeleitet werden, die Ausbreitung seiner Funksignale lieferte Informationen über die Zusammensetzung der Ionosphäre, und seine Drucksensoren ermöglichten die Entdeckung von Meteoroiden entlang seiner Flugbahn. Darüber hinaus hatte ihr Start nachhaltige Folgen wie die Entwicklung der Satellitenkommunikation, die die Kommunikationsmittel in den folgenden Jahrzehnten revolutionieren sollte, und den Beginn der sowjetischen Raumfahrtindustrie. Infolge seiner wissenschaftlichen und kulturellen Wirkung ging sein Name in die Massenkultur ein, führte zu neuen Begriffen und sprachlichen Ausdrücken und bezeichnete eine Vielzahl von Objekten und Institutionen.
Das sowjetische Raumfahrtprogramm begann in den 1930er Jahren und dauerte bis zur Auflösung der Sowjetunion im Jahr 1991. Es war für eine Reihe bahnbrechender technischer Errungenschaften verantwortlich, darunter der Transport der ersten Lebewesen auf suborbitalen Flügen (1951), die Entwicklung der ersten ballistischen Interkontinentalrakete (1957), der erste Flug zur Erdumlaufbahn mit einem Tier an Bord (1957), das erste Fahrzeug zur Umkreisung der Sonne (1959) das erste künstliche Objekt, das den Mond und einen anderen Himmelskörper erreichte (1959), das erste Bild der dunklen Seite des Mondes (1959), der erste Mann (1961) und die erste Frau im Weltraum (1963), die erste Weltraummission mit Außenbordeinsatz (1965) die erste interplanetare Sonde (1965), die erste Mondlandung (1966), der erste künstliche Mondsatellit (1966), das erste Astromobil auf dem Mond (1970), die erste Raumstation (1971) und die erste Sonde, die die Venus umkreiste, landete und fotografierte (1975). Der Start eines künstlichen Satelliten, der mit Sputnik-1 zustande kam, war ein vorheriger und notwendiger Schritt zur Erreichung der meisten dieser Ziele.
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Die Ursprünge des sowjetischen Raumfahrtprogramms
Die Vorläufer des sowjetischen Raumfahrtprogramms und des Sputnik-Programms lassen sich bis in die letzten Jahrzehnte des Russischen Reiches zurückverfolgen, insbesondere auf die Arbeiten von Konstantin Ziolkowski (1857-1935), der Ende des 19. und Anfang des 20. Im Jahr 1903 veröffentlichte Ziolkowski die Abhandlung „Erforschung der kosmischen Expansion mit Hilfe reaktiver Geräte“ (russisch: Иссследование мировых пространств реактивными приборами), die sehr einflussreich wurde und in den folgenden Jahren mehrmals neu aufgelegt wurde. In dieser Arbeit wies er zum ersten Mal nach, dass die Erforschung des Weltraums physikalisch möglich ist, und schlug den Einsatz von Raketenantrieben vor, um die oberen Schichten der Erdatmosphäre zu erreichen und zu untersuchen und in Zukunft interplanetare Reisen zu unternehmen. Er schlug auch zum ersten Mal vor, dass für solche Aufgaben Raketen mit flüssigem Treibstoff den Raketen mit festem Treibstoff vorzuziehen wären, und schrieb über die Möglichkeit eines Raumschiffs, das wie der Mond die Erde umkreisen würde, aber auf einer viel engeren Flugbahn, in einer Höhe knapp über der Atmosphäre. Dies ist möglicherweise die erste Erwähnung der Idee eines künstlichen Satelliten.
Vor allem dank der beispiellosen Investitionen in Bildung und Forschung seit den Russischen Revolutionen entstanden in der Sowjetunion (UdSSR) ab den 1920er Jahren die ersten Vereinigungen von Enthusiasten und Ingenieuren, die sich mit dem Studium und der Erprobung von Raketen und der Raumfahrt befassten und im folgenden Jahrzehnt das Raumfahrtprogramm des Landes einleiteten. Wissenschaftliche Diskussionen wurden von der Regierung gefördert, so dass das Land das erste war, das eine wirksame „technische intellektuelle Debatte über Raumfahrt und Raketentechnologien“ führte. Praktische Aspekte dieser Technologien wurden in frühen Experimenten der Gruppe für das Studium reaktiver Antriebe (GIRD) entwickelt, in der Pioniere wie Friedrikh Tsander, Mikhail Tikhonravov und Sergei Koroliov arbeiteten, die später als einige der bedeutendsten sowjetischen Wissenschaftler anerkannt wurden. Insbesondere Koroljow wird von vielen als „Vater der praktischen Raumfahrt“ und „einer der einflussreichsten Raketenwissenschaftler aller Zeiten“ angesehen. Am 18. August 1933 startete die GIRD die erste sowjetische Flüssigtreibstoffrakete, die GIRD-09, und am 25. November 1933 die erste sowjetische Rakete mit Hybridantrieb, die GIRD-X.
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Entflechtung und Wiederaufbau in der Nachkriegszeit
Während der von Josef Stalin durchgeführten Großen Säuberung wurde ein Teil der Wissenschaftler und Ingenieure, die an der Forschung und Entwicklung von Luft- und Raumfahrttechnologien beteiligt waren, inhaftiert oder geächtet. Obwohl das Land Mitte der 1930er Jahre zusammen mit Deutschland die Führung in diesem neuen Technologiebereich innehatte, wurde die Innovation in diesem Bereich durch die Säuberungen allmählich entkoppelt, und bereits zu Beginn des Krieges lag die Sowjetunion hinter Nazi-Deutschland zurück.
In den folgenden Jahren erzielten jedoch andere, von der sowjetischen Regierung geförderte Forschungseinrichtungen bedeutende Fortschritte in der Strahlantriebstechnik, die 1940-1941, während der ersten Hälfte des Zweiten Weltkriegs, zur Entwicklung und Serienproduktion des Katiusha-Mehrfachraketenwerfers führten. Obwohl die UdSSR während des Konflikts gezielt in Raketentechnologien investierte, bestand noch 1944 kein wirkliches Interesse an der Entwicklung ballistischer Raketen für den Kriegseinsatz. Andererseits entstand während des Konflikts natürlich ein Interesse an der Kenntnis der deutschen Technologien, die vor allem in Peemünde entwickelt worden waren.
Unter dem Kommando von General Walter Dornberger und mit dem Major der Schutzstaffel (SS) Wernher von Braun als Einsatzleiter hatten die Peemünder eine der am meisten gefürchteten Waffen des späten Konflikts entwickelt, die ballistische Rakete A4, auch bekannt als V2. In der Endphase des Krieges bemühten sich alle alliierten Großmächte, die Fortschritte in der deutschen Militärtechnologie zu nutzen, doch die sowjetischen Bemühungen in dieser Richtung brachten anfangs kaum Ergebnisse, da sie von geringer Priorität waren und nur wenige Materialien unversehrt von den Deutschen zurückerlangt werden konnten.
Gleichzeitig rechnete Wernher von Braun mit einer deutschen Niederlage und begann, seine Kapitulation vor den Amerikanern zu planen, indem er einen Teil seiner Raketenproduktion nach Nordhausen verlegte, wo die Wahrscheinlichkeit einer Besetzung durch US-Truppen größer war. Dies geschah tatsächlich, und im Rahmen der Operation Paperclip wurden von Braun und 525 Wissenschaftler, die die Elite des Nazi-Raketenprogramms bildeten, heimlich in die Vereinigten Staaten (USA) gebracht und sollten dort das amerikanische Raumfahrtprogramm leiten, zusammen mit über tausend anderen deutschen Wissenschaftlern, die bis 1959 in die USA gebracht wurden, darunter auch ehemalige Führer der Nazi-Partei. Zusätzlich zu diesen Wissenschaftlern erhielten die Amerikaner durch die Eroberung von Nordhausen umfangreiche Unterlagen und mindestens hundert deutsche Raketen in verschiedenen Bauzuständen. Das meiste wurde in die Vereinigten Staaten verschifft, und was nicht transportiert werden konnte, wurde vor der Ankunft der sowjetischen Truppen vernichtet. Stalin äußerte sich persönlich zu diesem Vorfall und betrachtete ihn als Affront der westlichen Alliierten gegen die sowjetischen Bemühungen im Krieg.
Nach Beendigung des Konflikts in Europa wurden sowjetische Missionen organisiert, um die Anlagen in Peemünde und Nordhausen genauer zu untersuchen, eine Aufgabe, die wenig Erfolg hatte, da fast alles zerstört war. Schließlich begannen die Sowjets, kräftig zu investieren und deutsche Techniker und Ingenieure anzuwerben, vor allem über das neu gegründete Rabe-Institut. Obwohl es sich bei den Rekruten meist um mittlere Ränge handelte, gelang es den sowjetischen Bemühungen auch, Spezialisten zu gewinnen, die in Deutschland bleiben wollten, wie Helmut Gröttrup, von Brauns Assistent. Das Rabe-Institut zog auch zahlreiche sowjetische Spezialisten der Luft- und Raumfahrttechnik an, darunter Sergej Koroljow, der in der Roten Armee zum Oberstleutnant befördert worden war.
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Technologische Fortschritte in den 1950er Jahren
Die Bemühungen erwiesen sich als fruchtbar, und etwa drei Jahre später hatten die Sowjets einen technologischen Entwicklungsstand erreicht, der dem der Deutschen während des Krieges mindestens ebenbürtig war, während sie mit kühnen Studien für Satelliten, Trägerraketen und bemannte Raumfahrzeuge innovativ waren. Die nächsten zwei Jahre waren der Entwicklung technischer Lösungen für einige dieser potenziellen Ziele gewidmet, und zwischen 1949 und 1953 konzentrierte man sich auf die Weiterentwicklung der sowjetischen Raketentechnologie, die aus der deutschen A4 entwickelt worden war, eine Aufgabe, die in erster Linie unter der Schirmherrschaft des Forschungszentrums NII-88 entwickelt wurde. Mit dem Beginn des Kalten Krieges und nach dem ersten sowjetischen Atomtest im Jahr 1949 waren viele der Meinung, dass Raketen in Form von ballistischen Langstreckenraketen die ideale Technologie für den Einsatz von Atombomben sein würden.
In den frühen 1950er Jahren erzielten die Sowjets außergewöhnliche Durchbrüche in der Raketentechnik und distanzierten sich vollständig von der deutschen Technologie, die ihnen in den vorangegangenen zehn Jahren gedient hatte. Diese Fortschritte ermöglichten dem Land nicht nur die Entwicklung der R-7, der ersten ballistischen Interkontinentalrakete (ICBM), im Jahr 1957, sondern auch die unmittelbare Verwirklichung von nicht-militärischen Anwendungen, die sich sowjetische Wissenschaftler schon lange gewünscht hatten, wie etwa die Erforschung des Weltraums. Darüber hinaus führte der Tod Stalins im Jahr 1953 zu bedeutenden Veränderungen in der sowjetischen Befehlskette und eröffnete Raum für innovative Entscheidungen. Diese Dynamik hatte bereits im Bereich anderer Technologien eingesetzt, und seit Anfang der 1950er Jahre hatten sich die Sowjets mit Pionierprojekten für die zivile Nutzung der Kerntechnik hervorgetan, die zur ersten Versuchsanlage für die Kernenergieerzeugung führten. In ähnlicher Weise würde die UdSSR auf Vorschlag „einer kleinen Handvoll visionärer Ingenieure“ aus dem OKB-1-Team des NII-88 nach und nach ein Projekt institutionalisieren, das darauf abzielt, einen künstlichen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen.
Der Ingenieur Mikhail Tikhonravov leistete einen Großteil der grundlegenden wissenschaftlichen Arbeit, die zur Entwicklung der R-7-Rakete führte, während er gleichzeitig privat an vielen technischen Fragen arbeitete, die für den Start eines künstlichen Satelliten erforderlich sind. Als die Entwicklung der R-7 1953 in die konkrete Phase eintrat, widmete sein Team der Satellitenforschung viel Zeit und versuchte herauszufinden, welche Art von Satellit mit der ersten Version der R-7 von der Erde aus gestartet werden könnte, welche Ausrüstung auf einem solchen Satelliten vorhanden sein könnte, wie Satelliten gesteuert und gelenkt werden könnten und welche zivilen und militärischen Ziele mit dem Start von Satelliten erreicht werden könnten.
Auf Drängen von Sergej Koroljow, dem für die Entwicklung der R-7 hauptverantwortlichen Ingenieur, versuchte Tichonrawow, die Arbeit seines Teams in Bezug auf Satelliten zu institutionalisieren, indem er den sowjetischen Beamten westliche Zeitungsberichte vorlegte, in denen amerikanische Pläne für den Start eines Satelliten dargestellt waren, sowie Berechnungen und Skizzen, die darauf hindeuteten, dass ein solches Ziel für die UdSSR in greifbarer Nähe lag und ein Satellit, der zehnmal schwerer war als der von den USA geplante, in eine Umlaufbahn gebracht werden konnte. Seine Bemühungen veranlassten die sowjetische Regierung, am 16. September 1953 ein zweijähriges Forschungsprogramm zu genehmigen, das die Durchführbarkeit des Starts künstlicher Satelliten und die militärische Nutzung dieser Technologie untersuchen sollte.
Parallel dazu bemühte sich Koroljow Anfang 1954 in dem Bewusstsein, dass Tichonrawows Arbeit eine solide wissenschaftliche Grundlage für den Vorschlag, einen Satelliten in die Erdumlaufbahn zu bringen, liefern würde, um größtmögliche Unterstützung, insbesondere von der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, zu erhalten, damit er einen konkreten Vorschlag in diesem Sinne vorlegen konnte. Am 7. Februar traf Koroliov dann mit dem Minister für Verteidigungsindustrie, Dmitri Ustínov, zusammen, um die Idee eines Satelliten zu erörtern, und ihm wurde zugesagt, dass er einen Antrag auf der Grundlage technischer Unterlagen prüfen würde. Koroljow bat Tichonrawow daraufhin, einen formellen Vorschlag für einen Satellitenstart auszuarbeiten.
In den folgenden Monaten bemühten sich beide Wissenschaftler, die Unterstützung der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu festigen und das Militär für das Projekt zu gewinnen, und ein von Tichonrawow ausgearbeiteter Entwurf eines Memorandums wurde von Mitgliedern der Akademie der Wissenschaften geprüft. Der Entwurf enthielt viele technische Details und einen Überblick über ähnliche Projekte im Ausland und suggerierte auf subtile Weise, dass der Start eines Orbital-Satelliten ein unvermeidlicher Schritt in der Entwicklung der Raketentechnologie für militärische Zwecke sei. Er schlug vor, dass die sowjetische Regierung nicht nur einen Satelliten in die Erdumlaufbahn bringen, sondern auch das Projekt unterstützen sollte, „die Fähigkeiten zu entwickeln, einen Menschen in einen suborbitalen Flug zu bringen“ und „Kapseln aus der Erdumlaufbahn zu bergen“.
Die Dokumente wurden zusammen mit einem Schreiben von Koroliov an vier wichtige Persönlichkeiten, darunter Minister Ustínov, geschickt. Kopien davon erreichten den damaligen Staatschef der UdSSR, Gueorgui Malenkow, der ein Dekret erließ, mit dem er die Einrichtung eines bescheidenen Forschungs- und Entwicklungsprojekts genehmigte, das von Koroljow und indirekt von Tichonrawow, der mit Projekten im Zusammenhang mit ballistischen Raketen verbunden blieb, durchgeführt wurde. In den Jahren 1954 und 1955 konnte dieses Projekt die technische Planung erheblich ausweiten, einschließlich erster Vorschläge für mindestens drei Satellitenmodelle.
Gleichzeitig schlugen amerikanische und europäische Wissenschaftler 1955 das Internationale Jahr der Geophysik (IYG) vor, das von Juli 1957 bis Dezember 1958 dauern sollte, und Dwight Eisenhower kündigte an, dass die USA im Rahmen des Vanguard-Projekts während dieser Veranstaltung einen künstlichen Satelliten starten würden. In Anbetracht des damaligen politischen Klimas wurde das Thema schnell zu einer Frage des internationalen Prestiges und der strategischen Positionierung. Wenige Tage nach der amerikanischen Ankündigung versuchte Koroljow mit Unterstützung von Michail Chrunitschow und Wassili Rjabikow, den Nikita Chruschtschow mit der Aufsicht über alle Fragen im Zusammenhang mit strategischen Langstreckenraketen betraut hatte, diese neuen Entwicklungen auf der internationalen Bühne zu nutzen, um endlich sein seit vielen Jahren verfolgtes Projekt durchzusetzen: den Start eines künstlichen Satelliten. Ein neues, von den dreien unterzeichnetes Schreiben wurde direkt an Chruschtschow und Nikolai Bulganin, die damaligen Hauptverantwortlichen des Landes, gerichtet und hatte sofortige Wirkung. Am 18. August 1955 erließ das Politbüro der Kommunistischen Partei der UdSSR ein geheimes Dekret, in dem die Ausarbeitung eines Projekts gefordert wurde, in dem die „notwendigen Schritte“ für die „Schaffung eines künstlichen Erdsatelliten“ festgelegt und die dafür erforderlichen Mittel mobilisiert werden sollten.
Wie vom Politbüro festgelegt, widmete sich Koroljow in den folgenden Monaten der Ausarbeitung eines formellen Projekts, in dem die Ziele, die Kosten, der Umfang der Arbeitskräfte, die in Frage kommenden Auftragnehmer und ein detaillierter Zeitplan aufgeführt waren. Es fanden zahlreiche Treffen mit Wissenschaftlern, Militärs und Politikern statt, um Einzelheiten zu klären und die Interessen der Beteiligten zu berücksichtigen. Nach Vorlage des Dokuments genehmigte das Politbüro der Kommunistischen Partei der UdSSR am 30. Januar 1956 den Beginn der Arbeiten zum Bau und Start eines künstlichen Satelliten im Jahr 1957, der zunächst als Objekt D-1 bezeichnet wurde. Dieser Satellit hätte eine Masse von ein- bis eintausendvierhundert Kilogramm und würde zwei- bis dreihundert Kilogramm wissenschaftliche Instrumente tragen. Darüber hinaus wurde beschlossen, dass das Militär zwei ballistische Raketen für Satellitenstarts zur Verfügung stellt, da diese Starts es ermöglichen, die Einsatzfähigkeit der Raketen zu testen.
Aufgrund des Umfangs und der Spezialisierung der Arbeiten war eine Aufteilung auf mehrere Institutionen erforderlich. Die Akademie der Wissenschaften der UdSSR war für die wissenschaftliche Gesamtleitung und die Bereitstellung von Forschungsinstrumenten zuständig; das Ministerium für Verteidigungsindustrie und sein Hauptprojektbüro, OKB-1, wurden mit dem Bau des Satelliten beauftragt; das Ministerium für radiotechnische Industrie sollte das Kontrollsystem sowie die technischen, funktechnischen und telemetrischen Instrumente entwickeln; das Ministerium für Schiffbauindustrie sollte Kreiselgeräte entwickeln; das Ministerium für Maschinenbau sollte Start-, Betankungs- und Transportmittel entwickeln; und das Verteidigungsministerium war für die Durchführung der Starts verantwortlich.
Die Vorentwurfsarbeiten wurden im Juli 1956 abgeschlossen, ebenso wie die Festlegung der wissenschaftlichen Aufgaben, die der Satellit nach dem Start erfüllen sollte. Dazu gehört die Messung der Dichte der Atmosphäre und ihrer Ionenzusammensetzung, des Sonnenwinds, des solaren Magnetfelds und der solaren kosmischen Strahlung – Daten, die für die Entwicklung künftiger künstlicher Satelliten wertvoll sind. Es sollte ein System von Bodenstationen entwickelt werden, um die vom Satelliten übermittelten Daten zu sammeln, seine Umlaufbahn zu beobachten und ihm Befehle zu übermitteln. Aufgrund der begrenzten Zeit, die den Wissenschaftlern zur Verfügung stand, waren die Beobachtungen nur für sieben bis zehn Tage geplant, und es wurde nicht erwartet, dass die Bahnberechnungen extrem genau sein würden.
Ende 1956 wurde klar, dass das Objekt D-1 aufgrund der Komplexität und Kühnheit des Projekts nicht rechtzeitig gestartet werden konnte. Gründe dafür waren Lieferverzögerungen bei den Zulieferern, Schwierigkeiten bei der Entwicklung wissenschaftlicher Instrumente und der geringe spezifische Impuls der bis dahin hergestellten R-7-Triebwerke (304 Sekunden statt der geplanten 309 bis 310 Sekunden). Daraufhin verschob die Regierung den Start auf April 1958, und Objekt D-1 sollte später als Sputnik-3 fliegen.
Da man befürchtete, dass die USA vor der UdSSR einen Satelliten starten würden, schlug OKB-1 vor, im April-Mai 1957, also vor dem Start der AIG im Juli 1957, einen Satelliten zu entwickeln und zu starten. Der neue Satellit sollte einfach, leicht (mit einem Gewicht von etwa hundert Kilogramm) und leicht zu bauen sein, wobei auf schwere und komplexe wissenschaftliche Geräte zugunsten einfacherer Instrumente, insbesondere eines Radiosenders, verzichtet werden sollte. Die Entwicklung dieses neuen Projekts wurde von mindestens sechs Kriterien geleitet:
Am 15. Februar 1957 genehmigte der Ministerrat der UdSSR dieses einfache Satellitenmodell mit der Bezeichnung „PS-Objekt“. Mit dieser Version konnte der Satellit von Beobachtern am Boden visuell identifiziert werden, und er konnte Verfolgungssignale an Empfängerstationen am Boden senden. Die Entscheidung sah den Start von zwei Satelliten mit den Bezeichnungen PS-1 und PS-2 mit zwei modifizierten R-7-Raketen vor, unter der Bedingung, dass diese Raketenkonstruktion mindestens zwei erfolgreiche Testflüge absolviert hatte.
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Trägerfahrzeug
Die R-7-Rakete wurde vom OKB-1 unter der Leitung von Sergej Koroljow entwickelt. Ursprünglich als MBI geplant, wurde der Bau am 20. Mai 1954 vom Zentralkomitee der Kommunistischen Partei und dem Ministerrat der UdSSR beschlossen. Das Modell R-7 war auch unter der Bezeichnung 8K71 bekannt, die ihm vom Generaldirektor der sowjetischen Raketentruppen zugewiesen worden war.
Der erste Start einer R-7-Rakete (identifiziert als 8K71 Nr. 5L) erfolgte am 15. Mai 1957. Ein Feuer in einer Feststoff-Hilfsrakete brach fast unmittelbar nach dem Start aus, aber sie flog noch 98 Sekunden nach dem Start weiter, bis sich die Hilfsrakete von der ersten Stufe der Hauptrakete löste. Die Rakete flog 6.300 Kilometer weit und fiel etwa 3.200 Kilometer vom Startplatz entfernt.
Vom 10. bis 11. Juni wurden drei Startversuche für die zweite Rakete (8K71 Nr. 6) unternommen, doch ein Montagefehler an einem Stickstoffventil verhinderte den Start. Der erfolglose Start der dritten R-7-Rakete (8K71 Nr. 7) fand am 12. Juli statt. Ein elektrischer Kurzschluss im Steuerungssystem der Rakete, verursacht durch eine Batterie, führte dazu, dass sich die vier Hilfsraketen 33 Sekunden nach dem Start von der Hauptrakete lösten. Die R-7 erreichte eine Gipfelhöhe von zwanzigtausend Metern.
Der Start der vierten Rakete (8K71 Nr. 8) am 21. August um 15:25 Uhr Moskauer Zeit war erfolgreich. Der Raketenkern hob einen Dummy-Sprengkopf auf die Zielhöhe und -geschwindigkeit, trat wieder in die Atmosphäre ein und löste sich nach einer Flugstrecke von sechstausend Kilometern in zehntausend Metern Höhe. Am 27. August veröffentlichte die Nachrichtenagentur TASS eine Erklärung über den erfolgreichen Start einer mehrstufigen Langstrecken-MBI. Der Start der fünften R-7-Rakete (8K71 Nr. 9) am 7. September war ebenfalls erfolgreich, aber der Dummy-Sprengkopf wurde beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerstört, was darauf hindeutet, dass die Rakete nicht ausreichend verbessert wurde, um ihren militärischen Zweck im Zusammenhang mit Atomschlägen voll zu erfüllen.
Die Tests zeigten jedoch, dass die Rakete für den Start eines Satelliten bereit war. Die Rakete war die leistungsstärkste der Welt und absichtlich mit übermäßigem Schub konstruiert worden, weil man damals noch nicht genau wusste, wie schwer die Nutzlast der Wasserstoffbombe sein würde. Damit war sie besonders gut geeignet, um ein Objekt in die Umlaufbahn zu bringen. Trotzdem war Koroljow wieder einmal gezwungen zu manövrieren, indem er die Verzögerungen bei der militärischen Nutzung der Rakete nutzte, um ihre Verwendung für den Start des Satelliten durchzusetzen.
Am 14. Juni 1956 beschloss Koroljow, die R-7-Rakete an das D1-Objekt anzupassen, das später durch das viel leichtere PS-1-Objekt ersetzt werden sollte. Am 22. September traf eine modifizierte R-7-Rakete mit dem Namen Sputnik und der Kennung 8K71PS auf dem Testgelände ein. Daraufhin begannen die Vorbereitungen für die Markteinführung des PS-1. Im Vergleich zu den R-7-Raketen, die in der militärischen Erprobung eingesetzt wurden, wurde die Masse der 8K71PS von 280 Tonnen auf 272 Tonnen reduziert; ihre Länge mit dem PS-1 betrug 29,167 Meter und ihre Schubkraft beim Start 3,90 Meganewton.
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Startplatz
Schon früh stellten die Techniker fest, dass das staatliche Lager Nr. 4 in Kapustin Iar in Russland den Start nicht bewältigen konnte, und dass es ohnehin zu nahe an den Radarstationen der US-Geheimdienste in der Türkei lag. Es wurde eine spezielle Aufklärungskommission gebildet, die einen neuen Standort ausfindig machen sollte, der weit entfernt von bewohnten Gebieten, aber relativ nahe am sowjetischen Schienennetz liegen sollte, um den Transport von Gütern zu ermöglichen; weit weg von den sowjetischen Grenzen und an einem Ort, an dem das Ausspähen durch Rivalen erschwert werden würde; mit einem Klima, das Starts während des größten Teils des Jahres ermöglicht, wo Raum für eine künftige Erweiterung der Einrichtungen vorhanden ist, wo es möglich ist, zahlreiche Funkstationen auf beiden Seiten der Flugbahn der gestarteten Raketen zu errichten und, wenn möglich, in der Nähe des Äquators.
Nachdem die Kommission ausführliche Studien durchgeführt und drei Standorte in die engere Wahl gezogen hatte, wählte Verteidigungsminister Gueorgui Júkov einen Standort in der Nähe von Tiuratam in der Kasachischen Sozialistischen Sowjetrepublik für den Bau eines Raketentestgeländes aus, das als 5th Tiuratam Range und damals auch als „NIIP-5“ und „GIK-5“ bezeichnet wurde. Die Auswahl wurde vom Ministerrat der UdSSR am 12. Februar 1955 gebilligt, aber die erste Struktur des späteren Kosmodroms Baikonur wurde erst 1958 fertig gestellt.
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Beobachtungsposten
PS-1 war nicht für eine Steuerung ausgelegt, d. h. nach dem Start konnten die Betreiber das Verhalten nicht mehr beeinflussen, sondern nur noch beobachten. Die ersten Daten würden am Startplatz von sechs separaten Observatorien gesammelt und dann per Telegramm an NII-4 übermittelt. Das in Bolschewo am Stadtrand von Moskau gelegene NII-4 war eine wissenschaftliche Forschungseinrichtung des Verteidigungsministeriums, die sich mit der Entwicklung von Raketen befasste. Die sechs Observatorien waren um den Startplatz herum gruppiert, wobei das nächstgelegene einen Kilometer von der Startrampe entfernt war.
Ein zweiter Beobachtungskomplex wurde eingerichtet, um den Satelliten nach seiner Trennung von der Rakete zu verfolgen. Der so genannte Command-Measurement Complex bestand aus dem NII-4-Koordinationszentrum und sieben entfernten Stationen, die sich entlang der Bodenroute des Satelliten befanden. Die Stationen waren mit Radar, optischen Instrumenten und Kommunikationssystemen ausgestattet. Die Daten der Stationen wurden telegrafisch an NII-4 übermittelt, wo Ballistikexperten die Orbitalparameter berechneten. Die Observatorien verwendeten ein vom OKB-MEI (Moskauer Energieinstitut) entwickeltes Flugbahnmesssystem namens „Tral“, mit dem sie Daten von Transpondern, die am Hauptkörper der R-7-Rakete angebracht waren, empfingen und überwachten. Die Daten waren auch nach der Abtrennung des Satelliten von der zweiten Stufe der Rakete nützlich; die Position von Sputnik-1 konnte aus der Position der zweiten Stufe berechnet werden, die ihm in einem bekannten Abstand folgte.
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Satellitenbau
Der Hauptkonstrukteur von Sputnik-1 war Mikhail S. Khomiakov, und die Tests wurden unter der Leitung von Oleg G. Ivanovski durchgeführt, beide vom OKB-1. Der Satellit hatte die Form einer Kugel mit einem Durchmesser von 580 Millimetern und bestand aus zwei hermetisch verschlossenen Halbkugeln, die mit 36 Schrauben verbunden waren. Seine Masse betrug 83,6 Kilogramm. Die Halbkugeln waren zwei Millimeter dick und von einem 1 mm dicken Hitzeschild aus einer hochglanzpolierten Aluminium-Magnesium-Titan-Legierung, AMG6T, bedeckt. Der Satellit trug zwei Antennenpaare, die vom Antennenlabor des OKB-1 unter der Leitung von Michail W. Krajuschkin entwickelt worden waren und in einem Winkel von siebzig Grad zueinander standen. Jedes Paar bestand aus 2,4 und 3,9 Meter langen Antennen.
Seine Stromversorgung bestand aus drei Silber-Zink-Batterien, die am Forschungsinstitut für Energiequellen unter der Leitung von Nikolai S. Lidorenko entwickelt wurden. Zwei dieser Batterien versorgten den Funksender und eine das Temperaturregelungssystem. Die Batterien hatten eine erwartete Lebensdauer von zwei Wochen, liefen aber in Wirklichkeit 22 Tage lang. Die Stromversorgung wurde automatisch in dem Moment eingeschaltet, als der Satellit von der zweiten Stufe der Rakete getrennt wurde.
Der Satellit verfügte über eine von Viacheslav Lappo vom Moskauer Forschungsinstitut für Elektronik entwickelte 1-Watt-Sendeeinheit, die auf zwei Frequenzen arbeitete, 20 005 und 40 002 Megahertz, was einer Wellenlänge von etwa fünfzehn und 7,5 Metern entspricht. Die Signale auf der ersten Frequenz wurden in Impulsen von 0,3 Sekunden Dauer übertragen, gefolgt von Pausen gleicher Dauer und dann Impulsen auf der zweiten Frequenz.
Die Funksignale des Satelliten ermöglichten nicht nur die Überwachung des Satelliten, sondern dienten auch der Erfassung von Informationen über die Elektronendichte in der Ionosphäre sowie über die lokale Temperatur und den Druck der Atmosphäre. Ein Temperaturregelungssystem enthielt einen Lüfter, einen doppelten Wärmeschalter und einen Temperaturkontrollschalter. Wenn die Temperatur im Inneren des Satelliten 36 Grad Celsius überstieg, wurde der Lüfter eingeschaltet; wenn sie unter zwanzig Grad fiel, wurde der Lüfter durch den doppelten Thermoschalter ausgeschaltet. Wenn die Temperatur fünfzig Grad überschritt oder unter null Grad sank, wurde ein weiterer Temperaturkontrollschalter aktiviert, der die Dauer der Funksignalimpulse veränderte.
Sputnik-1 wurde mit trockenem Stickstoff gefüllt, der unter einem Druck von 1,3 Atmosphären stand. Sein barometrischer Schalter, der aktiviert wird, wenn der Druck im Inneren des Satelliten unter 130 Kilopascal fällt, würde einen Druckausfall oder einen Meteoriteneinschlag anzeigen und die Dauer des Funksignalimpulses verändern. Während er an der Rakete befestigt war, wurde der Satellit von einer achtzig Zentimeter hohen kegelförmigen Haube geschützt. Die Haube war so konzipiert, dass sie sich von Sputnik und der zweiten Stufe R-7 trennte, als der Satellit abgeworfen wurde.
Die Sputnik-Rakete wurde am 4. Oktober 1957 um 19.28 Uhr UTC (5. Oktober am Startplatz) vom Standort 1 des Tiuratam-Feldes gestartet. Das Steuerungssystem wurde auf eine Umlaufbahn von 223 mal 1,45 Tausend Kilometern mit einer Umlaufzeit von 101,5 Minuten eingestellt. Die Flugbahn war von Gueorgui Gretchko mit Hilfe des Großrechners der Akademie der Wissenschaften der UdSSR berechnet worden.
Laut Telemetrie trennten sich die Hilfsraketen 116 Sekunden nach dem Start, und das Triebwerk der Hauptstufe schaltete sich nach 295,4 Sekunden ab. Beim Abschalten erreichte die 7,5 Tonnen schwere Hauptstufe mit dem angebrachten Satelliten eine Höhe von 223 Kilometern über dem Meeresspiegel und eine Neigung des Geschwindigkeitsvektors gegenüber dem lokalen Horizont von null Grad und 24 Minuten. Daraus ergab sich eine anfängliche Umlaufbahn von 223 mal 950 Kilometern mit einem etwa fünfhundert Kilometer niedrigeren Apoast als vorgesehen, einer Neigung von 65,1 Grad und einer Periode von 96,2 Minuten. Seine Geschwindigkeit betrug 28,8 Tausend Kilometer pro Stunde, die bis dahin höchste jemals von einem von Menschenhand geschaffenen Objekt erreichte Geschwindigkeit.
Etwa sechzehn Sekunden nach dem Start fiel ein Treibstoffregler aus, was zu einem übermäßigen RP-1-Verbrauch während des Großteils des Motorfluges und zu einem Triebwerksschub führte, der vier Prozent über dem Nennwert lag. Die Abschaltung der mittleren Stufe war für die 296 Sekunden geplant, aber die vorzeitige Erschöpfung des Treibstoffs führte dazu, dass der Schub eine Sekunde früher beendet wurde, als ein Sensor eine übermäßige Geschwindigkeit der leeren RP-1-Turbine feststellte. Am Cut-off-Punkt waren noch 375 Kilogramm flüssiger Sauerstoff vorhanden.
Genau 19,9 Sekunden nach dem Abschalten des Triebwerks trennte sich PS-1 von der zweiten Stufe und der Satellitensender wurde aktiviert. Diese Signale wurden an der IP-1-Station von Ingenieur V. entdeckt. G. Borissow, und der Empfang der von Sputnik-1 ausgesendeten Pieptöne bestätigte den erfolgreichen Einsatz. Der Empfang dauerte zwei Minuten, bis PS-1 in den Horizont eintauchte. Das Tral-Telemetriesystem auf der R-7-Hauptstufe sendete weiter und wurde in seiner zweiten Umlaufbahn entdeckt.
Neben der Überwachung des Satelliten per Funk sollte die Verfolgung der Rakete durch visuelle Erfassung und Radarerfassung erfolgen. Teststarts der R-7 hatten gezeigt, dass die Ortungskameras bis zu einer Höhe von zweihundert Kilometern einwandfrei funktionierten, dass das Radar sie jedoch in einer Entfernung von fast fünfhundert Kilometern orten konnte.
Die Konstrukteure, Ingenieure und Techniker, die die Rakete und den Satelliten entwickelt haben, wohnten dem Start persönlich bei und begaben sich anschließend zu einer mobilen Funkstation, die in einem Auto montiert war, um die Satellitensignale zu hören, die von der Halbinsel Kamtschatka kamen, aber bald wieder verschwanden. Sie warteten etwa neunzig Minuten, bis das Signal aus dem Südwesten wieder auftauchte und bestätigte, dass der Satellit eine Umlaufbahn vollendet hatte und immer noch sendete; Koroljow rief daraufhin den sowjetischen Premierminister Nikita Chruschtschow an und versicherte ihm den erfolgreichen Start. Später verbreitete die Agentur TASS ein internationales Kommuniqué, in dem es hieß, dass der erste „künstliche Erdsatellit“ gebaut, gestartet und in die Umlaufbahn gebracht worden sei, „als Ergebnis einer großen und intensiven Arbeit von wissenschaftlichen Instituten und Projektagenturen“.
Die R-7-Hauptstufe mit einer Masse von 7,5 Tonnen und einer Länge von 26 Metern wurde ebenfalls in die Umlaufbahn gebracht. Um seine Sichtbarkeit zu erhöhen und seine Verfolgung zu erleichtern, wurden an ihm reflektierende Platten angebracht, die ihm eine scheinbare Helligkeit erster Größenordnung verliehen und es ermöglichten, ihn auch nachts zu sehen. Darüber hinaus wurde er von den Briten mit dem Lovell-Teleskop des Jodrell Bank Observatoriums geortet und verfolgt, dem einzigen Teleskop der Welt, das dazu in der Lage ist.
Der Satellit, eine kleine polierte Kugel, hatte eine scheinbare Helligkeit der sechsten Größenordnung und war daher kaum sichtbar. Die Frequenzen, auf denen Sputnik-1 seine Radiowellen ausstrahlte, ermöglichten jedoch nicht nur den Empfang mit den damals vorhandenen Amateurgeräten, sondern auch die einfache Abstimmung auf die Frequenzbänder. Die sowjetische Regierung rief daher öffentlich dazu auf, das vom Satelliten gesendete Signal aufzuzeichnen.
Folglich wurden die Signale von Sputnik-1 über die Sowjetunion hinaus von Radiostationen und Funkamateuren auf der ganzen Welt verfolgt. Auf seiner zweiten Umlaufbahn wurden seine Signale von einer BBC-Überwachungsstation südlich von London aufgefangen, was der erste aufgezeichnete Empfang des Satelliten außerhalb der UdSSR war. Fast zur gleichen Zeit empfingen US-Militäreinrichtungen in Westdeutschland die Signale des Satelliten und zeichneten sie auf, und am 5. Oktober machte ein Militärlabor Aufnahmen von Sputnik-1 bei vier Vorbeiflügen über amerikanischem Gebiet.
Zum Zeitpunkt des Starts von Sputnik-1 hatte die US-Regierung ein Netzwerk von Wissenschaftlern und Amateuren organisiert, um den Start des ihrer Meinung nach ersten Satelliten Vanguard mitzuerleben. Dieses Netzwerk, das von der Operation Moonwatch aufgebaut und koordiniert wurde, umfasste Teams von visuellen Beobachtern an 150 Stationen in den Vereinigten Staaten und anderen Ländern. Als die US-Regierung von dem Start des sowjetischen Satelliten erfuhr, leitete sie Moonwatch um, um ihn im Weltraum zu identifizieren. Der Satellit war jedoch schwer zu erkennen, und die Bedenken hinsichtlich seiner Anwesenheit über dem US-Territorium wurden noch dadurch verstärkt, dass die Regierung in den ersten Tagen nach dem Start nicht in der Lage war, seine Flugbahn richtig zu bestimmen. Obwohl die Vorbereitungen für AIG zur Schaffung des Minitrack-Systems geführt hatten, arbeitete es auf der 108-Megahertz-Verfolgungsfrequenz und konnte Sputnik-1 nicht verfolgen. Die US-Regierung appellierte daher an die Radioenthusiasten des Landes, Daten zur Verfolgung des Satelliten zu liefern, während die Minitrack-Stationen neu konfiguriert wurden. Später wurde Sputnik vom kanadischen Newbrook-Observatorium fotografiert, und am 12. Oktober wurde in Baltimore ein Film aufgenommen, der zeigt, wie er vor Sonnenaufgang den Himmel überquert.
Die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Sputnik-1 waren die Erprobung der Methode, einen künstlichen Satelliten in die Erdumlaufbahn zu bringen, um die anderen zivilen und Forschungsziele des sowjetischen Raumfahrtprogramms voranzutreiben; die Sammlung von Daten über die Dichte der Atmosphäre durch die Analyse der Lebensdauer des Satelliten in der Umlaufbahn; die Bestimmung der Auswirkungen der Ausbreitung von Radiowellen in der Atmosphäre; die Erprobung visueller und funktechnischer Methoden zur Überwachung von Objekten in der Umlaufbahn; und die Überprüfung der Prinzipien der Druckbeaufschlagung des Satelliten.
Insbesondere der Erfolg des Experiments Sputnik-1 ermöglichte mehrere Verbesserungen beim Start von Sputnik-2 und dem Hund Laika am 3. November desselben Jahres. Der Satellit sammelte Daten über die Dichte der oberen Atmosphärenschichten und die Ausbreitung von Funksignalen, einschließlich Informationen über die Elektronendichte in der Ionosphäre und die lokale atmosphärische Temperatur und den Druck. Da der Satellit mit unter Druck stehendem Stickstoff gefüllt war, konnten erstmals auch Meteoroiden entlang seiner Flugbahn nachgewiesen werden, da sich der Druckverlust im Inneren, der durch das Eindringen dieser Objekte in die Oberfläche entsteht, in den Temperaturmessungen niederschlägt.
Sputnik-1 sendete drei Wochen lang Funksignale aus, bis die Lebensdauer seiner chemischen Batterien am 26. Oktober 1957 endete. Obwohl er inaktiv war, wurden seine Umlaufbahn und sein Verhalten weiterhin visuell überwacht. Genau 92 Tage nach seinem Start, nach 1 440 vollen Erdumrundungen und einer zurückgelegten Strecke von etwa siebzig Millionen Kilometern, zerfiel der Satellit am 4. Januar 1958 beim Eintritt in die dicksten Schichten der Erdatmosphäre. Die Mittelstufe der R-7-Rakete war zwei Monate lang, bis zum 2. Dezember 1957, in der Umlaufbahn geblieben.
In der russischen Sprache bedeutet das Wort „Sputnik“ „Satellit“ oder, lyrischer ausgedrückt, „Mitreisender“. Während der Planungs- und Startphase wurde der Satellit intern als PS-1 (russisch: ПС-1) bezeichnet, ein Akronym für Elementarsatellit-1 (russisch: Простейший Спутник-1). Später wurde er mit dem hauptsächlich beschreibenden Namen Искусственный спутник Земли (umgangssprachlich Iskusstvenni Sputnik Zemli) öffentlich angekündigt, was mit „Künstlicher Erdsatellit“ und „Künstlicher Erdbegleiter“ übersetzt werden kann. Später wurde dieser Name durch die kürzere Version „Sputnik Zemli“ (Erdsatellit oder Reisender Begleiter der Erde) und, vor allem außerhalb der UdSSR, einfach Sputnik-1 ersetzt. In Russland wird er auch noch „Erster sowjetischer künstlicher Erdsatellit“ genannt. Sein Name wurde offiziell in die portugiesische Sprache aufgenommen, und zwar in der Form „Esputinique“, die in das orthographische Vokabular der portugiesischen Sprache aufgenommen wurde.
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Allgemeine Auswirkung
Der Start von Sputnik-1 wurde mit großer Überraschung aufgenommen und weckte das Interesse von Regierungen und Bevölkerungen rund um den Globus. Sie wurde als wissenschaftlich-technische Meisterleistung ersten Ranges bezeichnet, als erster Schritt zur Eroberung des Weltraums und als neues Kapitel in der „Eroberung der Umwelt durch den Menschen“. Nach ihrem Start wurde sie mit der Entdeckung Amerikas durch Christoph Kolumbus verglichen und gilt bis heute als historische Leistung.
Das erste Artefakt, das in eine Umlaufbahn um einen Himmelskörper gebracht wurde, verdankt seinen Erfolg beträchtlichen Innovationen, insbesondere in Bezug auf Präzision und Nutzlastkapazität der sowjetischen Raketen. Damals glaubten die USA, dass sie am ehesten in der Lage wären, einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, und die Masse und Größe des sowjetischen Satelliten war im Kontext des damaligen US-Raumfahrtprogramms unvorstellbar. Das von den Amerikanern entwickelte Satellitendesign war weit entfernt von dem der Sowjets, das im Vergleich als „riesig“ galt. Damals war der Start und die Umkreisung „eines Objekts von der Größe eines Kühlschranks“ eine Leistung, von der die USA „nur träumen konnten“, und in der Tat war der von den USA geplante Satellit nur drei Zoll lang und wog etwa 1,5 Kilogramm.
Als wissenschaftliche Errungenschaft von besonders beeindruckendem Ausmaß war die wichtigste unmittelbare Auswirkung des Starts von Sputnik-1 eine Veränderung der westlichen Sichtweise auf das, was östlich des Eisernen Vorhangs geschah. Die Sowjetunion, die bis dahin als rückständige und ländliche Nation mit mäßigem Risiko für das im Westen durchgesetzte Regime galt, entwickelte sich zu einer kompetenten Militärmacht und zu einem Rivalen der USA, die nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs zur führenden Weltmacht aufgestiegen waren. Von da an wurden die Sowjets dank ihres Pioniergeistes im Bereich der Raumfahrt und insbesondere in diesem Bereich weltweit mit Bewunderung und Furcht betrachtet, selbst in Ländern, die politisch mit der UdSSR gebrochen hatten.
Zu einer Zeit, als die antikommunistische Stimmung in den Ländern mit amerikanischem Einfluss bereits stark gefördert wurde, wurde die Stärkung des angeblich expansiven und kriegerischen Charakters des Kommunismus zu einer Priorität. So wurde die Öffentlichkeit in diesen Ländern häufig falsch über den Satelliten und seine Auswirkungen informiert, und in den Nachrichten wurde der sowjetische Beitrag zur Wissenschaft hervorgehoben, während in Analysen und Kommentaren behauptet wurde, dass die Sowjets den USA technologisch überlegen seien, dass der Sputnik von der sowjetischen Regierung politisch genutzt würde und dass die ganze Welt sowjetischen Projektilangriffen ausgesetzt sei. Aus Sicht der Regierungen hatte der Start von Sputnik-1 mittel- und langfristig eine Reihe praktischer Konsequenzen in der ganzen Welt, vor allem aber in der UdSSR selbst und in den USA, zur Folge, von denen der Weltraumwettlauf und die Verschärfung des Kalten Krieges die sichtbarsten waren.
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Besondere Merkmale in der UdSSR
Ironischerweise wurde der Start von Sputnik-1 von der Regierung der Sowjetunion zunächst ruhig aufgenommen. Die Sowjets hatten sich zuvor besonders diskret über ihre früheren Raketenerfolge verhalten, da sie befürchteten, dass deren Bekanntgabe an die Öffentlichkeit zur Enthüllung strategischer Geheimnisse und Schwachstellen führen würde, die von ihren Rivalen ausgenutzt werden könnten. Nach der gleichen Logik wurde der Satellitenstart von der Regierung zunächst nicht politisch genutzt.
Berichte aus jener Zeit und später aufgetauchte Dokumente zeigen, dass die sowjetische Führung den Wert des Sputnik-1-Starts zunächst nur unzureichend erkannte und dass der Start in Wirklichkeit weniger auf politische und militärische Absichten zurückzuführen war als auf das Engagement von Wissenschaftlern, die sich dem Ideal der Weltraumforschung verschrieben hatten, insbesondere Sergej Koroljow. In einem Bericht aus jener Zeit heißt es, dass Nikita Chruschtschow, der durch den Anruf geweckt worden war, als er über den erfolgreichen Start von Sputnik-1 informiert wurde, wieder friedlich einschlief, ohne sich um die Auswirkungen dieser Leistung zu kümmern.
Die UdSSR erkannte jedoch angesichts der Unruhen in anderen Ländern schnell das Potenzial des Starts und begann, es für ihre Propaganda zu nutzen. In einem Kontext, in dem das Land versuchte, auf die im Westen aktiv verbreitete abschätzige Propaganda zu reagieren und sich in der internationalen Gemeinschaft zu behaupten, betonte die sowjetische Regierungspropaganda den Stolz auf das Erreichte und argumentierte grundsätzlich, dass Sputnik-1 das Gegenteil bewiesen habe, während die kapitalistische Welt behauptete, der Kommunismus funktioniere nicht und sei technologisch rückständig. Dieses Argument wurde auch von anderen kommunistischen Staaten übernommen, die mit dem Moskauer Regime gebrochen hatten, wie z. B. Jugoslawien.
So begann die Zeitung Pravda, die Errungenschaft auf ihrer Titelseite hervorzuheben, indem sie Glückwünsche ausländischer Regierungen zeigte und behauptete, die UdSSR habe die USA im Wettlauf um die Eroberung des Weltraums geschlagen. Die sowjetische Propaganda übertrieb oft die Ausmaße und Auswirkungen ihrer Errungenschaft und behauptete, es handele sich um den bisher „größten Sieg der menschlichen Wissenschaft“ und „das ultimative Ergebnis des menschlichen Einfallsreichtums“. Die Zuversicht der sowjetischen Regierung war so groß, dass sie schon bald den Bau einer Raumstation ankündigte und plante, Tiere ins All und eine Rakete zum Mond zu schicken. Beide Pläne sollten in den nächsten Jahren mit Sputnik-2 und der Luna-1-Sonde tatsächlich verwirklicht werden. Pläne wie die bemannte Raumstation würden viel länger dauern, während andere, wie eine automatisierte Mondbasis, zivile Reisen zum Planeten Mars und fliegende Raumschiffe in Form von Untertassen, nie verwirklicht werden würden und möglicherweise nur Teil der Regierungspropaganda waren.
In dieser Logik hob die sowjetische Presse die Krise hervor, die in der US-Regierung aufgrund des Klimas der „Hysterie“ im Lande entstanden war. Premier Chruschtschow versuchte, die Vorteile, die sich aus der Eroberung ergaben, durch die damit einhergehende internationale Aufmerksamkeit und Publizität persönlich zu nutzen, und kommentierte mit Humor die Situation, die in den USA im Zuge des Sputniks entstanden war. Als Reaktion auf unangenehme amerikanische Demonstrationen der Leistungsfähigkeit seiner strategischen Bomber behauptete er, dass die amerikanische Kriegstechnologie, die weitgehend von diesen Flugzeugen abhängt, angesichts der sowjetischen Innovationen schnell veraltet sein würde und dass sein Land dazu nur die Ladung seiner ballistischen Interkontinentalraketen ersetzen müsste. Chruschtschow drängte Koroljow auch dazu, einen neuen Satelliten zu starten, um den 40. Jahrestag der Oktoberrevolution zu feiern, was mit dem PS-2, allgemein als Sputnik-2 bekannt, auch gelang.
Die Erkenntnis des Wertes des sowjetischen Raumfahrtprogramms führte offensichtlich zu weiteren Investitionen in diesem Sektor, aber auch zu einer größeren Anerkennung der wichtigen Rolle, die Sergej Koroljow bei dem Programm und seinen Ergebnissen spielte. Aus Angst vor einer Ermordung durch ausländische Mächte blieb seine Identität bis zu seinem frühen Tod 1966 unter Leonid Breschnew ein Staatsgeheimnis. Auch die sowjetische Regierung bemühte sich aktiv um den Schutz der technischen Geheimnisse, die mit dem Start des Sputniks verbunden waren, insbesondere der Rakete, die ihn in die Umlaufbahn brachte. Es handelte sich um Desinformation in Form der Verbreitung falscher Daten über die verwendete Technologie. Diese Strategie erwies sich als erfolgreich, und tatsächlich blieb das R-7-Raketenprojekt bis Ende der 1960er Jahre geheim.
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Besondere Merkmale in den USA
Zunächst versuchte die US-Regierung, keine Überraschung über Sputnik-1 zu zeigen und die Episode mit einer diskreten und fast abweisenden Reaktion herunterzuspielen. Eisenhower brachte öffentlich seine Genugtuung darüber zum Ausdruck, dass die UdSSR den noch unsicheren rechtlichen Status von Satellitenüberflügen in der Erdumlaufbahn testen würde, und tatsächlich hatten die USA das Projekt Vanguard und das Ziel, während des AIG einen Satelliten zu starten, gerade deshalb ins Leben gerufen, um einen Präzedenzfall für die „Freiheit des Weltraums“ zu schaffen, der den Start von Spionagesatelliten ermöglichen würde.
Die Behauptung, der Sputnik-Start sei keine Überraschung gewesen, diente jedoch nur der Wahrung des Anscheins. Tatsächlich hatte die US-Regierung in den Jahrzehnten zuvor mehrere Signale erhalten, dass die UdSSR möglicherweise einen Satelliten in die Umlaufbahn bringen würde: Im November 1953 hatte der Präsident der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Alexander Nesmejanow, öffentlich erklärt, dass die „Wissenschaft“ so weit fortgeschritten sei, dass man planen könne, Raketen zum Mond zu schicken und einen künstlichen Satelliten der Erde zu schaffen; Zwei Tage nach der amerikanischen Ankündigung, während der IGA einen Satelliten starten zu wollen, hatte Leonid Sedov den anwesenden Wissenschaftlern auf einer internationalen Konferenz mitgeteilt, dass sein Land in weniger als zwei Jahren einen Satelliten starten wolle; im September 1956 hatte ein anderes Mitglied der Akademie auf einer Vorbereitungskonferenz für die IGA mitgeteilt, dass die UdSSR während der IGA einen Satelliten starten werde, und die Ziele seiner Mission genannt; Im Mai, Juni, Juli und August 1957 verteilte die sowjetische Regierung unter den Funkamateuren ein Projekt für den Bau von Amateurfunkempfängern, um „einen künstlichen Mond zu hören, der bei Wellenlängen von 7,5 und 15 m senden wird“; Im Juni 1957 hatte Nesmeianov der sowjetischen Presse angekündigt, dass in den nächsten Monaten ein Satellit gestartet werden würde, und das IGA-Komitee war darüber informiert worden, dass der sowjetische Satellit fertig sei; und schließlich hatte die UdSSR im August 1957 bestätigt, dass sie ihre R-7-Raketen erfolgreich getestet hatte. Diese Hinweise wurden jedoch weitgehend ignoriert, da die US-Regierung nicht glauben wollte, dass die UdSSR über eine solche Technologie verfügte. Erst nachdem Washington überzeugende Beweise vom Jodrell Bank Observatorium erhalten hatte, akzeptierte es, dass die UdSSR tatsächlich über eine einsatzfähige ballistische Interkontinentalrakete verfügte und einen Satelliten startete.
Die kühle Reaktion der Eisenhower-Administration unterschätzte die Wahrnehmung ihrer ausländischen Verbündeten bei weitem. Ein Bericht des Weißen Hauses kurz nach dem Start von Sputnik-1 wies eindeutig darauf hin, dass die sowjetische Behauptung der wissenschaftlichen und technologischen Überlegenheit gegenüber dem Westen und insbesondere den USA „eine viel breitere Akzeptanz“ gefunden hatte; dass die „Glaubwürdigkeit der sowjetischen Propaganda“ „stark erhöht“ worden war; dass die Wahrnehmung vorherrschte, dass das Ansehen der USA „einen großen Schlag“ erlitten hatte; dass es unter den Verbündeten der USA deutliche Befürchtungen gab, dass sich die militärische Vormachtstellung „zugunsten der UdSSR“ verschoben hatte oder zu verschieben drohte; und dass die Befürchtungen der „befreundeten Länder“ durch das Verhalten der US-Regierung, das „so sehr von Besorgnis, Unbehagen und intensivem Interesse geprägt“ war, noch verstärkt wurden.
Auch die Versuche der US-Regierung, die sowjetische Leistung herunterzuspielen und emotionale Distanz zu demonstrieren, standen in krassem Gegensatz zu der Bewunderung und Ehrfurcht, mit der die sowjetische Leistung von der amerikanischen Bevölkerung und den Medien aufgenommen wurde, und trugen kaum dazu bei, die Befürchtungen, die die öffentliche Debatte beherrschten, zu verringern. Große Medien wie Newsweek und Time sahen in Sputnik sofort eine „beeindruckende wissenschaftliche Leistung“, aber auch ein „unheilvolles Ereignis“ für die USA im Zusammenhang mit dem Kalten Krieg. Das Magazin Life bezeichnete den Sputnik als „das Kunststück, das die Erde erschütterte“ und stellte fest, dass er die Amerikaner „schockiert“ hatte. Mehrere andere Publikationen verglichen den Start von Sputnik-1 mit dem japanischen Angriff auf Pearl Harbor Ende 1941. Trotz der Hinweise, dass die UdSSR den baldigen Start eines Satelliten plante, und der Schätzungen, dass der erste US-Satellit nicht vor Anfang 1958 startbereit sein würde, hatte die US-Regierung der Öffentlichkeit durch ihre Propaganda deutlich gemacht, dass sie die ersten sein würden, die einen Satelliten in die Umlaufbahn bringen würden. Darüber hinaus hatte die Rhetorik der USA in der Vergangenheit die militärische und technologische Überlegenheit des Landes gegenüber dem Rest der Welt bekräftigt, und natürlich fragten sich die amerikanische Bevölkerung und die Medien, warum das Land im Wettlauf um den Weltraum geschlagen worden war.
Zumindest ein Teil des Problems beruhte auf der in der amerikanischen Regierung und Bevölkerung weit verbreiteten Auffassung von der eigenen Überlegenheit und der technologischen Unterlegenheit der UdSSR. US-Präsident Harry Truman bezeichnete die Russen bekanntlich als „diese Asiaten“ und fragte sich einmal öffentlich: „Wissen Sie, wann Russland eine Bombe bauen wird? Niemals“. Später verbreitete sich in den USA der Witz, dass die UdSSR niemals eine Atombombe in einem Koffer in die USA transportieren könnte, denn „dafür bräuchten sie einen guten Koffer“. Die UdSSR, die im Zweiten Weltkrieg mehr als jedes andere Land zerstört worden war, stand vor kolossalen Problemen bei der Versorgung mit Wohnraum, Nahrungsmitteln und anderen Grundbedürfnissen, und der Start von Sputnik-1 kam für die Amerikaner, die sich fragten, wie sie von den Russen überflügelt werden konnten, tatsächlich überraschend. Ein hochrangiger Politiker erinnerte sich später daran, dass der Start des sowjetischen Satelliten die USA „wie ein Ziegelstein durch eine Glasscheibe getroffen“ habe, der die amerikanische Illusion der technologischen Überlegenheit gegenüber der Sowjetunion zerschmettert habe.
Obwohl die US-Regierung zuversichtlich war, dass Sputnik-1 selbst keine unmittelbare Gefahr für die USA darstellte, waren sich sowohl die Regierung als auch die amerikanische Bevölkerung der militärischen Implikationen bewusst, die durch den Satellitenstart konkretisiert wurden. Das Gewicht von Sputnik-1 bedeutete, dass die Sowjets eine Rakete entwickelt hatten, die leistungsfähiger war als alle in den USA getesteten Raketen, und bestätigte, dass die Sowjets tatsächlich über eine einsatzfähige ballistische Interkontinentalrakete verfügten, die Atombomben tragen konnte; Die Tatsache, dass die Sowjets den Sputnik in eine präzise Umlaufbahn gebracht hatten, bedeutete, dass die UdSSR eine Reihe von Problemen in der Raketenlenkungs- und Navigationstechnologie gelöst hatte, die von grundlegender Bedeutung waren, um präzise Ziele auf amerikanischem Territorium treffen zu können; der Satellit könnte der Vorläufer einer Reihe von Geräten sein, die die USA mit großer Präzision überwachen würden. Das Problem war also hauptsächlich die Rakete, die Sputnik-1 in die Umlaufbahn gebracht hatte, und nicht so sehr der Satellit selbst.
Die durch die Rakete ausgelöste Folge von Ereignissen legte die US-Regierung praktisch lahm. Obwohl einige Experten die Reaktion der amerikanischen Öffentlichkeit für schlimmer hielten als die Nachricht vom Start des sowjetischen Satelliten, war Dwight Eisenhower insgeheim verärgert über den Verschleiß, den der Fall verursachte, und sah seine Popularität sinken. Das Ereignis wurde als „Sputnik-Krise“ bezeichnet, und Eisenhower sagte später in Anspielung auf die darauf folgende Panik, dass „das Licht“ des Sputnik-1-Starts „blendend“ gewesen sei. In den folgenden zwei Monaten verschärfte sich die Krise durch den sowjetischen Start von Sputnik-2, dessen Masse etwa fünfmal größer war und der ein lebendes Tier trug, sowie durch den im Fernsehen übertragenen Fehlschlag des versuchten Starts von Vanguard TV-3, den Millionen Amerikaner am 6. Dezember 1957 verfolgten.
Im Gegensatz zu Großbritannien konzentrierte sich die amerikanische Reaktion auf diese Krise auf zwei Fronten, die wissenschaftliche und die politische, und hatte tiefgreifende und langfristige Auswirkungen, die in der amerikanischen Geschichtsschreibung seit ihrer Zeit klar durch den amerikanischen Exzeptionalismus definiert wurden, d.h. sie wurden so dargestellt, dass die außergewöhnlichen Eigenschaften der USA und ihre Fähigkeit, angesichts von Widrigkeiten und Rivalen zu triumphieren, betont wurden. Unter den Ereignissen, die als unmittelbare Folgen der Sputnik-Krise gelten, sind besonders hervorzuheben: die vorrangige Behandlung des Project Explorer, das Ende Januar 1958 den ersten amerikanischen Satelliten in die Umlaufbahn bringen sollte; die Gründung der Advanced Research Projects Agency im Februar 1958, die für technologische Projekte mit militärischer Zielsetzung zuständig war, zunächst vor allem im Bereich der Raumfahrt die Neuformulierung der NACA, die ab dem 29. Juli 1958 zur NASA wurde; eine weitere Überarbeitung des amerikanischen Bildungssystems, das im Vergleich zum sowjetischen als unzureichend angesehen wurde, und eine Erhöhung der Ausgaben der US-Regierung für Forschung und Bildung in den Bereichen Physik, Chemie, Mathematik, Biologie und Geowissenschaften, einschließlich der Programme für den naturwissenschaftlichen Unterricht ab den ersten Schuljahren.
Die wissenschaftlichen Folgen des Sputnik-1-Starts sind weitreichend und wirken bis ins 21. Jahrhundert hinein. Da er der „Funke“ war, der die Entwicklung der Satellitenkommunikation auslöste, gehören heutige Technologien wie Google Earth, Satellitennavigationssysteme, das Internet und Telekonferenzsysteme zu den bekanntesten und sichtbarsten Elementen dieses Vermächtnisses, und jeder künstliche Satellit kann als direkter Nachkomme von Sputnik-1 betrachtet werden.
Am anderen Ende seines Vermächtnisses stehen weniger bekannte, aber unmittelbarere Beiträge, wie die Gewinnung von bisher nicht verfügbaren Informationen über die Zusammensetzung, die Temperatur, den Druck und das Vorhandensein von Meteoriten in der Atmosphäre sowie die Tatsache, dass Sputnik-1 dank seiner Instrumente auch das erste wissenschaftliche Experiment in der Erdumlaufbahn war. Mit Hilfe seines Funkimpuls-Kontrollsystems, das es ihm ermöglichte, Informationen über die örtlichen Gegebenheiten zu übermitteln, unternahmen seine Betreiber auch die ersten Versuche der Telemetrie im Weltraum.
Sputnik-1 gab auch den Anstoß für die Entwicklung der sowjetischen Raumfahrtindustrie, deren Struktur sich durch die Vielfalt und Komplementarität ihrer Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, aber auch durch die ausschließliche Konzentration auf den Raumfahrtsektor zum Nachteil des Luftfahrtsektors erheblich von ihren westlichen Pendants unterschied. Aus diesem Grund haben das heutige Russland und die Ukraine hauptsächlich eine Raumfahrtindustrie, während ihre ausländischen Pendants als Teil der Luft- und Raumfahrtindustrie definiert werden können.
Auf kultureller Ebene führte die Aufmerksamkeit, die Sputnik-1 erregte, sofort dazu, dass sein Name in anderen Zusammenhängen und als Bezeichnung für andere Objekte verwendet wurde, vor allem in der englischen Sprache. So bezeichnete der Name Sputnik im Golfsport einen sehr hohen Abschlag, aber auch Stars der Unterhaltungs- und Sportindustrie, einzelne Musikgruppen und Musiker, einen Architekturstil, ein Ballett, ein Rennpferd und Unternehmen. Zu den zeitgenössischen Beispielen gehören die amerikanische Website Sputnikmusic und das Computernetzwerkmanagementunternehmen SputnikNet sowie die neuseeländische PR-Agentur Sputnik. Der Start von Sputnik-1 führte auch zum Aufkommen des Suffixes -nik in der englischen Sprache und gab insbesondere Anlass zu Begriffen wie Neatnik (jemand, der zwanghaft gut gekleidet ist) und Peacenik (ein Pazifist). Der US-amerikanische Schriftsteller Herb Caen ließ sich von dem Satelliten inspirieren, als er in einem Artikel über die Beat-Generation im San Francisco Chronicle vom 2. April 1958 den Begriff Beatnik prägte.
Zahlreiche Produkte trugen den Namen Sputnik, darunter Süßwaren, Cocktails, Hamburger, Haarschneidemodelle, Fliegenklatschen, Möbel und Dekorationsgegenstände, Lieder und Gemälde. Es entstanden auch zusammengesetzte Ausdrücke wie „Sputnik-Diplomatie“, „Sputnik-Schock“ und „Sputnik-Fiasko“, die zum Teil noch viele Jahrzehnte später verwendet wurden.
Dasselbe galt für die UdSSR und später für Russland, wo der Name Sputnik und das Satellitenbild kommerziell genutzt wurden. Obwohl es in der UdSSR keine Warenzeichen gab und folglich auch kein Warenzeichen für Sputnik-1 offiziell registriert wurde, trugen viele Konsumgüter und Institutionen den Namen Sputnik, darunter Fahrräder, Staubsauger, Rasierapparate, Hotels, Zeitschriften und sogar eine staatliche Jugendtourismusagentur. Im heutigen Russland trägt die Stadt Kaluga, der Geburtsort von Konstantin Ziolkowski, einen kleinen Sputnik-1 auf ihrer Flagge. Außerdem ist Sputnik eine staatliche Nachrichtenagentur mit internationaler Reichweite.
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Darstellungen in der Kunst
Sputnik-1 wird in einer Reihe von künstlerischen Werken dargestellt oder erwähnt, darunter Philip Kaufmans US-amerikanischer Film The Right Stuff aus dem Jahr 1983, der seinerseits eine Adaption des gleichnamigen Buches von Tom Wolfe aus dem Jahr 1979 ist, Disney Pixars Animationsfilm Toy Story 2 aus dem Jahr 1999 und Joe Johnstons Film October Sky aus dem Jahr 1999. Der Satellit wird auch weiterhin auf Briefmarken in zahlreichen Ländern gewürdigt und war 2007 Gegenstand eines Dokumentarfilms von David Hoffman mit dem Titel Sputnik Mania.
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Ersatz- und Nachbaueinheiten
Es gibt mindestens zwei Duplikate von Sputnik-1, die offenbar als Ersatzeinheiten gebaut wurden. Eine davon befindet sich am Stadtrand von Moskau, im Firmenmuseum des Unternehmens Energia, dem heutigen Nachfahren von Koroliovs Forschungseinrichtung. Das andere befindet sich im Museum of Flight in Seattle, USA. Im Gegensatz zum Energia-Gerät hat es keine inneren Komponenten, sondern weist geformte Gehäuse und Beschläge sowie Abnutzungsspuren an der Batterie auf, die darauf schließen lassen, dass es für einen bestimmten Zweck gebaut wurde. Das vom Moskauer Kosmonautik-Museum beglaubigte Gerät wurde 2001 versteigert und von einem anonymen privaten Käufer erworben, der es dem Museum schenkte. Zwei weitere Duplikate von Sputnik-1 befinden sich Berichten zufolge in den persönlichen Sammlungen amerikanischer Geschäftsleute.
Im Jahr 1959 schenkte die Sowjetunion den Vereinten Nationen eine Nachbildung von Sputnik-1, und es gibt weitere Nachbildungen in unterschiedlicher Genauigkeit, die auf der ganzen Welt ausgestellt sind, darunter im National Air and Space Museum in den USA, im Science Museum in England, im Museum of Applied Arts & Sciences in Australien und vor der russischen Botschaft in Spanien.
Drei Nachbildungen von Sputnik-1 im Maßstab 13 wurden zwischen 1997 und 1999 von der Raumstation Mir aus gestartet. Die erste, die den Namen Sputnik 40 trägt, wurde zum vierzigsten Jahrestag des Starts von Sputnik-1 im November 1997 gestartet. Sputnik 41 wurde ein Jahr später gestartet, und Sputnik 99 wurde im Februar 1999 gestartet. Ein vierter Nachbau wurde gebaut und transportiert, kam aber nie zum Einsatz und wurde schließlich bei der De-Orbitalisierung der Mir zerstört.
Quellen
