EL INICIO DE LA ERA ESPACIAL

EL SPUTNIK I: LOS COMIENZOS DE LA ERA AEROESPACIAL

Por Sergio D. Aronas – 04 de octubre de 2012

Hoy se cumplen 55 años del inicio de la era espacial con el lanzamiento y puesta en órbita del satélite artificial soviético Sputnik I. La noticia dejó estupefacto y paralizado a los norteamericanos que bajo la dirección del alemán Werner Von Braun (capturado por ellos cuando se desmoronaba la Alemania nazi bajo los golpes del Ejército Rojo y evitar que caiga en sus manos) venían fabricando y ensayando al mismo tiempo cohetes impulsores capaces de atravesar la atmósfera. La diferencia con su parte soviética fueron los continuos fracasos en todas sus experimentaciones llevadas a cabo. De modo que cuando se dio a conocer al mundo el éxito del Sputnik, el imperialismo se quedó sin aliento porque asumió el acontecimiento como una profunda derrota política puesto que nunca pudieron concebir que una nación terriblemente devastada en la Segunda Guerra Mundial haya podido alcanzar en tan breve lapso de tiempo avances gigantescos en la investigación y desarrollo de la tecnología espacial. Precisamente ese lanzamiento fue un golpe demoledor para las aspiraciones de los Estados Unidos por dominar el cosmos.  Esto es muy importante remarcarlo por más la Unión Soviética haya desparecido en el plano político, jurídico y geográfico, no puede olvidarse esta hazaña que fue sin dudas el gran suceso científico del siglo XX, mucho más importante y contundente que la supuesta llegada del hombre a la luna.  

La respuesta de los norteamericanos que se mantuvo en secreto durante treinta años fue la elaboración del más temible programa de destrucción nuclear de la Unión Soviética, conocido con el nombre en clave de Dropshot Plan (Plan del Golpe Instantáneo) para hacerla regresar a la edad de piedra y nunca más desafiar al poderío de los Estados Unidos.  

Por supuesto que los Estados Unidos se lanzaron desesperadamente a desarrollar su propio satélite bajo la presión de la opinión pública, de la comunidad científica, del influyente Congreso y de los militares que quedaron despavoridos por la hazaña soviética ya que al mes siguiente reciben otro bombazo cuando la Unión Soviética lanza su segundo Sputnik y encima lo hace enviando dentro de ella a la perra Laika. 

El inicio de la era espacial exacerbó también la guerra fría entre los Estados Unidos y la Unión Soviética a niveles alocados en una rivalidad que se extendió a todos los niveles: en lo ideológico, en lo económico, en las ciencias y en el campo militar y que en resumidas cuentas, el enfrentamiento entre estos dos enormes países durante casi cincuenta años fue el intento por demostrar cualquier de los dos sistemas era el mejor y donde se podían alcanzar los mejores estándares de vida.

No fue casual la fecha elegida por los soviéticos porque coincidía con el cuadragésimo aniversario del triunfo de la Revolución de Octubre de 1917

Del sitio de internet http://www.astronomia-esp.com/fichas/misiones-pasadas/sputnik-1, tomamos los datos siguientes y la historia de este hecho fundamental en la historia del ciencia mundial.

“Lanzado el 4 de octubre de 1957, el Sputnik 1 se convirtió en el primer satélite artificial diseñado por el hombre que alcanzaba su objetivo de orbitar en el espacio. Diseñado y operado por el antiguo bloque soviético, se convirtió por derecho propio, no sólo en un referente tecnológico y científico en la época, sino en todo un fenómeno político y social ya que daría el pistoletazo de salida a la que más tarde sería conocida como la carrera espacial dentro de la guerra fría.

Datos de misión:

Nacionalidad:	Unión Soviética
Contratistas:	OKB-1
Tipo de misión:	Estudios astronómicos
Satélite de:	Tierra
Fecha de lanzamiento:	4 de octubre de 1957 a las 19:28:34 UTC
Vehículo lanzador:	R-7/SS-6 ICBM
Reingreso/fin de misión:	4 de enero de 1958
Duración de la misión:	3 meses
NSSDC ID:	1957-001B
Masa:	83,6 kg
Semieje orbital mayor:	6955,2 km
Excentricidad:	0,05
Inclinación:	65,1º
Periodo orbital:	96,2 minutos
Apogeo:	939 km
Perigeo:	215 km
Nº de orbitas completadas:	1440

Los comienzos:

El nacimiento del proyecto Sputnik se remonta al 27 de mayo del 1954, cuando el ya por entonces rehabilitado Sergey Pavlovich Korolyov, ( traducido como Sergei Korolev) , propone el desarrollo de un satélite artificial cuyo objetivo sería orbitar alrededor de la Tierra. En un intento de presionar más a las autoridades responsables de la aprobación del proyecto, Sergei añade un informe elaborado por Mikhail Tikhonravov en el cual se reflejaban los planes desarrollados por otras potencias extranjeras con objetivos similares.

Casi un año después, el por entonces presidente de gobierno de los Estados Unidos Dwight Eisenhower anunciaría la intención de lanzar el primer satélite artificial americano durante el año geofísico internacional (julio 1957 – diciembre 1958). Una semana más tarde y como respuesta a dicho anuncio por parte de los Estados Unidos, el Presidium soviético, aprueba de manera inmediata la viabilidad del proyecto.

Sin embargo, no será hasta finales de enero del año siguiente, (30 de enero de 1956), cuando el consejo de ministros de la antigua URSS dé luz verde al comienzo del desarrollo y diseño del que por aquellas fechas era conocido bajo el nombre de “Objeto D”.

Los calendarios oficiales de la misión fijaban el final de la construcción del satélite para los años 1957-58, tendría una masa entre los 1000 y los 1400 kg, y sería capaz de llevar a bordo alrededor de 200-300 kg de instrumentación científica. Acorde a este plan de trabajo, el primer vuelo de prueba se realizaría a lo largo de 1957.

Durante julio de 1956 se completó el borrador provisional en el que se enunciaban las tareas científicas a llevar a cabo por el satélite. Dentro de esta lista figuraban la medición de la densidad de la atmósfera terrestre, su composición iónica, la medición de la radiación solar, de los campos magnéticos o los rayos cósmicos entre otras muchas. Otro importante objetivo era la recuperación de datos que ayudasen al desarrollo de los futuros satélites que serían diseñados a posteriori.

Si bien, aunque el diseño y construcción de un aparato tecnológico tan novedoso suponía un desafío para los ingenieros de la época, este trabajo suponía tan sólo la punta del iceberg. De manera paralela se tuvo que realizar un esfuerzo de enormes dimensiones para desarrollar todas las instalaciones terrestres que permitirían el correcto funcionamiento de la misión, entre las cuales se pueden citar: recoger la información enviada por el satélite, observar su trayectoria o transmitir las instrucciones necesarias durante su vida operativa. Sin embargo, debido a la premura por poner en marcha el proyecto y adelantarse así a sus homólogos americanos, se consideró razonable que una menor precisión de las mediciones o los cálculos orbitales era preferible al riesgo de quedar rezagados en la carrera por poner el primer satélite artificial en órbita terrestre.

Por desgracia, la complejidad del diseño chocó con esta falta de rigurosidad técnica, quedando patente durante la fase de ensamblado de las distintas partes del satélite. Muchas de las piezas del “Objeto D” no encajaban correctamente con el resto, lo que ocasionó un importante retraso dentro del calendario original. Sería a finales de 1956, tras numerosas dificultades en la construcción de la instrumentación científica o de los problemas con el impulso específico generado por los motores R-7, cuando los responsables del proyecto se darían cuenta de la imposibilidad de cumplir los objetivos impuestos inicialmente y por tanto se produciría una reorganización del calendario fijando el nuevo lanzamiento para abril de 1958. El proyecto “Objeto D”, volaría finalmente bajo el nombre de Sputnik 3.

Una nueva versión:

Temiendo que finalmente los Estados Unidos se adelantarían en el lanzamiento del primer satélite artificial, el OKB-1, (actualmente conocido bajo el nombre de S.P.Korolev RSC Energia), sugirió la creación y lanzamiento de un satélite en abril-mayo de 1957, justo antes de comenzar el año geofísico internacional. Este nuevo satélite sería lo más simple posible, ligero y fácil de construir. Dejando de lado la compleja instrumentación científica del proyecto anterior en favor de un simple transmisor de radio.

Finalmente, durante el consejo de ministros del 15 de febrero de 1957, se aprobaría el desarrollo de la nueva misión y se bautizaría el nuevo proyecto con el nombre de “Objeto PS”, autorizándose el lanzamiento de dos satélites, el PS-1 y el PS-2, con dos vehículos de lanzamiento R-7.

El cohete R-7 fue diseñado originalmente como un misil balístico intercontinental, sin embargo el propio Korolev decidió adaptarlo al antiguo proyecto “Objeto D” y utilizarlo como vehículo lanzador para situar al satélite en órbita.

Tras cinco lanzamientos de prueba, de los cuales sólo los dos últimos obtuvieron un resultado razonablemente satisfactorio, el R-7 estaba preparado para situar en órbita a los primeros satélites artificiales. El 22 septiembre de 1957 un R-7 modificado, bautizado como Cohete Sputnik con el satélite PS-1 a bordo, llegó al centro de pruebas para comenzar su preparación para el lanzamiento.

El puesto de control para supervisar el correcto funcionamiento del vehículo lanzador durante la fase de lanzamiento fue construido antes de que tuviera lugar la primera prueba del cohete R-7 en diciembre de 1956. Este puesto de control estaba compuesto de seis estaciones, (desde la IP-1 hasta la IP-6) y fue equipado con dispositivos encargados de monitorizar la telemetría y los datos de la trayectoria.

Se construyó un complejo de seguimiento adicional preparado para rastrear el satélite una vez producida su separación del vehículo lanzador. Estaba compuesto por un centro principal de coordinación y siete estaciones de seguimiento. Todas estas estaciones fueron dotadas con radares, instrumentación óptica y de comunicaciones. Es importante no olvidar que el PS-1 no había sido ideado para ser controlado, por lo que lo único realmente necesario era poder observarlo con la mayor precisión posible. Todo los datos que se recibían durante la misión eran inmediatamente transmitidos mediante un telégrafo al centro de coordinación situado en el NII-4. Una vez allí toda esa información era utilizada por los especialistas para calcular los parámetros orbitales. Este antiguo sistema de estaciones de seguimiento y centros de coordinación se convertiría en un primer prototipo del posterior centro de control de misión soviético.

Diseño:

El principal responsable en el OKB-1 de la construcción del Sputnik era M.S.Khomyakov. El satélite tenía un diámetro de 585 mm, formado por dos semiesferas que fueron selladas herméticamente utilizando juntas tóricas conectadas entre si mediante 36 tornillos. Los hemisferios tenían un espesor de 2mm y fueron recubiertos con un escudo térmico de 1mm hecho de una aleación denominada AMG6T, ( Aluminio, MaGnesio y un 6% de Titanio ).

El satélite estaba equipado con dos antenas diseñadas por el laboratorio del OKB-1 liderado por M.V.Krayushkin. Cada una de ellas se componía de dos partes de 2.4 y 2.9 metros de longitud respectivamente y poseían un patrón de radiación casi esférico. De esta manera la señal emitida era transmitida con igual potencia en todas las direcciones, favoreciendo así la recepción de la señal independientemente del movimiento de rotación del satélite. Estas cuatro partes apuntaban a un mismo lado formando ángulos de 35 grados con el eje longitudinal del satélite.

El satélite tenia un radiotransmisor de un vatio de potencia y 3.5 kg de peso que trabajaba en dos frecuencias diferentes, 20005 y 40002 MHz. Las señales en la primera de las frecuencias eran transmitidas en pulsos de 0.3 segundos (bajo condiciones de presión y temperaturas normales), con pausas de la misma duración durante las cuales se producían los pulsos de la segunda. El análisis de estas señales de radio se utilizaría para obtener información acerca de la densidad de electrones dentro de la ionosfera. Los datos de temperatura y presión fueron codificados dentro de la duración de cada uno de los pitidos de la radio, en los que además se indicaba si el satélite había sido o no alcanzado por algún meteorito.

La fuente de alimentación, con una masa de 51 kg, tenía la forma de una tuerca octaédrica con un radiotransmisor situado en su agujero central. Consistía en tres baterías de plata-zinc desarrolladas en el All-Union Research Institute of Current Sources (VNIIT) bajo la supervisión de N.S.Lidorenko. Dos de ellas estaban destinadas a proporcionar corriente al radiotransmisor mientras que la otra se encargaba de suministrar electricidad al sistema de regulación térmica. Este sistema de alimentación se puso en marcha automáticamente una vez que el satélite se separó de la segunda etapa del cohete.

El sistema de regulación de temperatura usado en el diseño del satélite estaba formado por un ventilador, un sensor térmico de doble estado y un sensor de control térmico. Si en algún momento la temperatura del satélite excedía los 36ºC se activaba el ventilador hasta que se reducía la temperatura a los 20ºC, momento en el cual el primero de los sensores lo desconectaba. Si por algún otro motivo, la temperatura subía por encima de los 50ºC o caía por debajo de los 0ºC, el segundo sensor de control se activaba provocando un cambio en la duración de los pulsos de la señal de radio. De esta manera se podía detectar una posible perforación en la sonda provocada por el impacto de un meteorito.

El Sputnik 1 se rellenó con nitrógeno seco presurizado a 1.3 atm. Para controlar el nivel de presión se utilizó un sensor barométrico que se activaba cuando la presión interna del satélite caía por debajo de los 0.35 kg/cm². Esto provocaba un nuevo cambio en la duración del pulso de la señal e indicaría, al igual que en el caso de los sensores de temperatura, la posibilidad de una perforación como resultado del choque con un meteorito.

El Sputnik 1 se alojó dentro de su vehículo lanzador durante la fase de lanzamiento mediante una cofia cónica de 80 cm de altura. Esta cofia se separó del Sputnik 1 y del cohete en el mismo momento en el que el satélite fue eyectado para situarlo en órbita.

Se lanzó el 4 de octubre de 1957 utilizando un cohete modificado R-7 como vehículo lanzador, y se desintegró en la atmósfera durante su reentrada el 4 de enero de 1958 tras tres meses de intensas emociones personales, científicas y ,sin lugar a dudas, políticas.

Curiosidades y datos adicionales:

"El Sputnik 1 resultó el modelo para una nueva lampara, la “Sputnik Lamp”, que consistía en una esfera metálica con barras saliendo de su superficie en múltiples direcciones sobre las cuales se incorporaban diversas bombillas en su extremo.

En uno de los episodios de la serie de ciencia ficción Star Trek: Enterprise llamado “Carbon Creek”, una nave Vulcana supervisa el lanzamiento del Sputnik 1.

En la película “El gigante de hierro”, se puede ver al Sputnik 1 sobrevolando la Tierra justo antes de que el gigante aterrice.

También es posible ver al Sputnik 1 en la película de animación “WALL-E” mientras el protagonista abandona la tierra en busca de su compañera.

El 3 de septiembre de 1997 una réplica del Sputnik 1 construida por estudiantes franceses y rusos fue puesta en órbita de manera manual desde la estación espacial Mir.

Se puede encontrar una maqueta del Sputnik 1 en la entrada del edificio de las Naciones Unidas de la ciudad de Nueva York.

Existen diferentes replicas del Sputnik 1 original situadas en diversos lugares del mundo, entre los que se encuentran: el Museo de vuelo de Seattle, el Smithsonian's National Air and Space Museum, la librería privada de Jay S. Walker, (empresario americano), el Museo de la ciencia de Londres, o el World Museum de Liverpool.

La palabra Sputnik en ruso significa “compañero de viaje” o en términos astronáuticos su significado se traduce literalmente como “satélite”. Fue desarrollado en la ciudad Ucraniana de Dnipropetrovsk. Se construyó en secreto dentro de unas instalaciones soviéticas que todavía se encuentran en uso en nuestros días como una fábrica de vehículos espaciales y otras aeronaves. Estas instalaciones se conocen bajo el acrónimo de YUZMASH y son operadas por una compañía aérea nacional ucraniana cuyo nombre derivó de este acrónimo y se bautizó como Yuzmashavia.”

Los Estados Unidos entraron exitosamente y con mucho esfuerzo a la era cósmica cuando pudieron colocar su primer satélite Explorer I en enero de 1958 apaciguando los reclamos de los sectores militaristas y más agresivos del imperialismo que los puso al borde de un ataque de nervios con la ingrata sorpresa soviética. Y cuando creían que podían superar a los soviéticos, éstos el 12 de abril de 1961 le da un tercer mazazo al colocar en el espacio al primer hombre. Yuri Gagarin.

Con el tiempo las orientaciones y las políticas del desarrollo aeroespacial entre soviéticos y norteamericanos siguieron caminos diferentes, mientras los primeros se propusieron crear estaciones orbitales permanentes, los Estados Unidos enfilaron toda su energía y recursos económicos para poner un hombre en la luna.

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