Wyścig kosmiczny cz. 4 – nie tylko szpiegowskie satelity

Ostatni odcinek zakończyliśmy, gdy kosmiczny wyścig się tak naprawdę rozpoczął. Po tym, jak Związek Radziecki wysłał w kosmos pierwsze satelity, a następnie psa – Łajkę, Amerykanie wystrzelili swojego pierwszego satelitę: Explorera I. Na horyzoncie widać było cel, którym był lot na Księżyc. Ale zanim do tego doszło, zanim nawet wystartował w kosmos pierwszy człowiek, oba mocarstwa intensywnie zajmowały się rozwojem satelitów. W końcu Łajka Łajką, ale jak się wystrzeli w kosmos człowieka, to dobrze byłoby go ściągnąć na Ziemię w miarę możliwości w jednym kawałku…

Łuna

Rosjanie skoncentrowali się na wysyłaniu satelitów coraz dalej w ramach programu Łuna. Większość misji w ramach tego programu wykorzystywała zmodyfikowaną rakietę R7-Siemiorka, o której już tutaj wcześniej pisałem. Wprawdzie była ona wielkim sukcesem, i jej późne wersje radziły sobie doskonale, to wczesne – jak być może pamiętacie – startowały ze zmiennym szczęściem. Nie inaczej było z rakietami dedykowanymi do programu Łuna. Pierwsze trzy starty nie powiodły się – rakiety rozpadły się, zanim jeszcze weszły na orbitę.

Pierwszym dwóm startom przeszkodziły tak zwane “oscylacje pogo”. Jest to zjawisko, z którym borykały się też wczesne amerykańskie rakiety, a bierze się z nierównego spalania paliwa. Jeśli jakaś niewielka wada w konstrukcji silnika sprawia, że paliwo nie spala się równomiernie, w konsekwencji zmienia się generowany ciąg. Gdy ciąg wzrasta i spada, to samo dzieje się z przyspieszeniem rakiety. To z kolei sprawia, że paliwo, które powinno się zgromadzić przy dnie zbiornika, zaczyna się po nim przemieszczać. Nie dopływa więc równomiernie do komory spalania i zaczynają się większe nierównomierności spalania… I w ten sposób oscylacje się pogłębiają. Zaś rakiety kosmiczne to delikatne maszyny. Projektuje się je, by wytrzymały spodziewane obciążenie, nie muszą dać sobie rady z niespodziewanymi siłami, które powstają w czasie takich oscylacji.

Kolejna rakieta nie dała rady wejść na orbitę, ponieważ przedwcześnie zatrzymał się jej główny silnik. Dopiero czwarta próba zaowocowała skutecznym wejściem na orbitę i dalszym lotem – była to misja, którą Rosjanie ochrzcili mianem Łuna I. Zastanawiacie się więc pewnie, jak nazywały się poprzednie loty? Odpowiedź brzmi: w ogóle się nie nazywały. To znaczy miały, owszem, nazwy wewnętrzne¹E-1 nr 1, 2 i 3, ale o tym, że coś takiego próbowało wystartować i że lot się nie powiódł, nie informowano opinii publicznej. Dopiero informację o zakończonym “sukcesem” locie przekazano mediom.

Jeszcze dalej!

Skąd cudzysłów w poprzednim zdaniu? Ponieważ lot Łuny-1 trudno nazwać sukcesem w klasycznym tego słowa znaczeniu. Owszem, rakieta w kosmos poleciała, ale cel lotu nie został zrealizowany. Sonda miała uderzyć w Księżyc. Wydawać by się mogło, że Księżyc jest na tyle duży, że naprawdę trudno w niego nie trafić. Nic bardziej mylnego! Jak się okazuje, radzieccy inżynierowie nie ufali automatycznym systemom, które miały wyłączyć silniki rakiety w odpowiednim czasie. Postanowili więc nadać sygnał wyłączenia silników z Ziemi. Zrobili to jednak zbyt późno, więc Łuna-1 minęła Księżyc w odległości niemal sześciu tysięcy kilometrów. Dodatkowo na początku stycznia 1959 stała się pierwszym obiektem wytworzonym przez człowieka, który wszedł na orbitę heliocentryczną. Po dziś dzień lata pomiędzy orbitami Ziemi i Marsa.

Kolejne sukcesy

Dopiero wystrzelona dziewięć miesięcy później Łuna-2²Po kolejnej porażce, również utrzymanej w tajemnicy, wywołanej błędem w układzie żyroskopowym trafiła w Księżyc. Przy okazji udało się stwierdzić, że w przeciwieństwie do naszej planety, Księżyc nie ma pasów Van Allena. Z kolei następna sonda z tej serii, Łuna-3, zgodnie z planem obleciała Księżyc. Zrobiła też zdjęcia 70% powierzchni jego tak zwanej ciemnej strony – czyli strony, której normalnie z Ziemi nie widać. Co więcej, trajektorię lotu Łuny-3 obliczono tak, żeby grawitacja Księżyca “wystrzeliła” ją z powrotem w kierunku Ziemi. To pozwoliło na przetransmitowanie fotografii do ziemskich stacji nasłuchowych. Choć jakość ich była dość słaba, był to pierwszy raz w historii, kiedy ludzie mieli okazję zobaczyć drugą stronę naszego naturalnego satelity.

Warto tutaj też wspomnieć o technologii związanej z fotografią w kosmosie. Oczywiście, zdjęcia wykonywano wtedy na kliszy. Ale nie mogła to być byle jaka klisza. Jak już wiecie, w przeciwieństwie do Księżyca, Ziemię otaczają pasy promieniowania. Ponadto w przestrzeni kosmicznej panuje bardzo niska temperatura. Żaden z tych czynników nie sprzyja przeżywalności filmów fotograficznych. A Rosjanie nie bardzo potrafili sobie poradzić z produkcją lepszych. Skąd więc je wzięli?

Amerykanie im przysłali. Nie do końca celowo – ale jednak. O co chodzi? No cóż, satelitów szpiegowskich wtedy jeszcze nie było, lot samolotem nad terytorium przeciwnika wydawał się trochę niebezpieczny. Jednak dowiedzieć się, co tam się u nich dzieje zawsze warto. Zwłaszcza odkąd przeciwnik dysponuje bronią jądrową. No więc postawiono na balony stratosferyczne. Takie balony, wypełnione wodorem, latały na wysokości pomiędzy 15 a 30 kilometrów nad poziomem morza. Było to dużo wyżej, niż mogły dolecieć ówczesne myśliwce. Do balonów przymontowane były aparaty fotograficzne. I do nich właśnie Amerykanie ładowali specjalne, niewrażliwe na mróz i promieniowanie filmy. I wszystko byłoby pięknie, gdyby nie to, że te balony jednak od czasu do czasu spadały na ziemię nie tam, gdzie miały. Z nich właśnie Rosjanie odzyskiwali klisze, które następnie wykorzystywali w swoim programie kosmicznym.

Po drugiej stronie oceanu

Ale Amerykanie w tym czasie też nie próżnowali. Podczas gdy Rosjanie starali się badać Księżyc i jego najbliższe otoczenie, Amerykanie postawili na badanie naszej planety i umożliwienie satelitom powrotu na Ziemię. I tak wystrzelony w lutym 1959 roku satelita Discoverer 1 był pierwszym satelitą na orbicie biegunowej Ziemi. Jeśli czytaliście nasze wpisy o rakietach i orbitach, to wiecie, do czego przydają się orbity biegunowe: do szpiegostwa. I nie inaczej miało być w przypadku satelitów serii Discoverer – Amerykanie chcieli popodglądać Rosjan z orbity, nie podrzucając im przy okazji od czasu do czasu filmów fotograficznych. Jednak pierwszy satelita z tej serii nie był wyposażony w aparat fotograficzny – miał raczej stanowić platformę do testów.

Warto wspomnieć, że choć starty amerykańskich rakiet nie były w żaden sposób utajniane, to rząd niekoniecznie chciał, żeby wszyscy wiedzieli, że takie szpiegowanie ma miejsce. Dlatego władze prowadziły akcję dezinformacyjną. Miała ona przekonać ludzi, że szykują się loty powrotne zwierząt (w przeciwieństwie do pierwszych lotów radzieckich). Dlatego też zbudowano kilka satelitów z miejscem dla małpy. Satelity te były testowane wyłącznie na Ziemi. Niestety niejedna małpa rozstawała się z życiem, gdy okazywało się, że system jego podtrzymywania nie działa wcale tak dobrze.

Zdjęcia z kosmosu

Tymczasem jednak pierwsze zdjęcia, (a nawet film) Ziemi z orbity wykonał satelita Explorer-6. Był on następcą opisywanego tu poprzednio Explorera-1. I w tym przypadku Amerykanie musieli rozwiązać ten sam problem, który stanął przed Rosjanami. Jeśli chcieli fotografować coś z orbity w celach użytkowych, to trzeba było jakoś przekazać zdjęcia z powrotem na Ziemię. Jak już wiecie, Związek Radziecki stosował transmisję radiową. Explorer-6 wykorzystał tę samą metodę. Jednak w międzyczasie Amerykanie wpadli na inny pomysł, znacząco utrudniający przechwycenie informacji. Jest to o tyle ważne, że zwykle nie chcemy, żeby przeciwnik wiedział, co o nim wiemy, a tym bardziej, jakie dokładnie mamy możliwości zdobywania o nim wiedzy. Na czym polegał ten pomysł?

Zamiast transmitować zdjęcia elektronicznie, Amerykanie postanowili postawić na wracającą na Ziemię kapsułę z filmem. Pomysł prosty co do idei: kapsuła wlatuje w atmosferę, wyhamowuje, następnie odstrzeliwuje osłonę termiczną, rozwija spadochron… I jeszcze w powietrzu jest przechwytywana przez samolot. Opcja alternatywna jest następująca. Kapsuła wpada do morza, skąd podejmują ją okręty marynarki USA. A jeśli nie zostanie podjęta w ciągu dwóch dni, wykonana z soli zatyczka… rozpuszcza się. Do środka dostaje się morska woda i całość wędruje na dno, szybko korodując pod wpływem słonej wody. Ot, takie dodatkowe zabezpieczenie.

Szczęśliwe powroty

Brzmi to może dość skomplikowanie, ale w praktyce okazało się sprawdzać całkiem nieźle. Po szeregu nieudanych misji serii Discoverer ta oznaczona numerem 13 odniosła sukces. W pełni udał się powrót i przechwycenie kapsuły, która (jako że był to lot testowy) zamiast aparatu przewoziła amerykańską flagę. Miało to miejsce 11 sierpnia 1960 roku. Równy tydzień później – kolejny sukces. W trakcie misji Discoverer-14 przechwycono kapsułę z filmem. Były to pierwsze obiekty, które w jednym kawałku wróciły z kosmosu!

I pewnie byłoby o tym dużo głośniej, gdyby nie to, że dwa dni później Rosjanie znów wywrócili stolik. Otóż po trwającym niemal dobę locie sprowadzili na Ziemię kapsułę z czterdziestoma myszami, dwoma szczurami i dwoma psami – słynnymi Biełką i Striełką. Misja Sputnik 5³W ZSRR znana pod nazwą Korabl-Sputnik 2 była trzecim testem statku kosmicznego Wostok. Już w poprzedniej próbie na pokładzie statku znajdowały się dwa psy. Niestety misja zakończyła się nagłą nieplanowaną dezintegracją po dziewiętnastu sekundach lotu. Za to misja Sputnika 5 zakończyła się pełnym sukcesem.

Na tym etapie wiadomo było jedno: głównym motorem napędowym systemów podtrzymywania życia i powrotu z orbity jest chęć posłania w kosmos człowieka. W Stanach trenowali już pierwsi astronauci, w Związku Radzieckim – pierwsi kosmonauci. Wyścig kosmiczny wkraczał w następną fazę.

Ciąg dalszy nastąpi

Źródła:

https://lccn.loc.gov/2017955750

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1960-011A

https://airandspace.si.edu/collection-objects/discoverer-13/nasm_A19610100000

https://www.lpi.usra.edu/lunar/missions/luna/

Zainteresowało Cię to, co czytasz? Chcesz wiedzieć więcej? Śledź nas na Facebooku, i – pozwól, że wyjaśnię!