Spoutnik 1 (Sputnik 1)

Spoutnik 1, également connu sous le nom de Spoutnik, ou sous sa désignation russe Спупутник-1 (Satellite 1), a marqué une réalisation cruciale en tant que premier satellite artificiel de la Terre. L'Union soviétique a lancé son lancement sur une orbite terrestre basse elliptique le 4 octobre 1957, dans le cadre de son ambitieux programme spatial. Pendant trois semaines, il a transmis un signal radio vers la Terre jusqu'à épuisement de ses trois piles argent-zinc. Par la suite, la traînée aérodynamique entraîna sa rentrée dans l'atmosphère le 4 janvier 1958.

Spoutnik 1 (, russe : Спутник-1, Satellite 1), souvent appelé simplement Spoutnik, fut le premier satellite artificiel de la Terre. Il a été lancé sur une orbite terrestre basse elliptique par l'Union soviétique le 4 octobre 1957 dans le cadre du programme spatial soviétique. Il a renvoyé un signal radio sur Terre pendant trois semaines avant que ses trois batteries argent-zinc ne soient épuisées. La traînée aérodynamique l'a fait retomber dans l'atmosphère le 4 janvier 1958.

Le satellite comprenait une sphère en métal poli de 58 cm (23 po) de diamètre, équipée de quatre antennes radio externes conçues pour diffuser des impulsions radio. Son signal radio s'est avéré facilement détectable par les opérateurs radioamateurs, et son inclinaison orbitale de 65° garantissait que sa trajectoire englobait presque toutes les régions habitées de la Terre.

Les États-Unis ne prévoyaient pas le déploiement réussi du satellite. Cet événement a ensuite déclenché la crise américaine du Spoutnik et catalysé la course à l’espace. Le lancement a inauguré une nouvelle époque caractérisée par d’importantes avancées politiques, militaires, technologiques et scientifiques. Dans un contexte astronomique, le terme spoutnik se traduit du russe par satellite ; cependant, il porte également des significations alternatives telles que conjoint ou compagnon de voyage.

Le suivi et l'analyse depuis la Terre de Spoutnik 1 ont fourni des données scientifiques cruciales. Plus précisément, la traînée orbitale du satellite a permis de déduire la densité atmosphérique supérieure, tandis que les caractéristiques de propagation de ses signaux radio ont fourni des informations sur l'ionosphère.

Le lancement de Spoutnik 1 a eu lieu pendant l'Année géophysique internationale à partir du site n°1/5 de la 5e chaîne de Tyuratam, situé dans la RSS du Kazakhstan (actuellement reconnu comme le cosmodrome de Baïkonour). Atteignant une vitesse maximale d'environ 8 km/s (18 000 mph), le satellite a effectué chaque révolution orbitale en 96,20 minutes. Ses émissions sur 20,005 et 40,002 MHz étaient globalement surveillées par les opérateurs radio. Ces signaux ont persisté pendant 22 jours, cessant le 26 octobre 1957 en raison de l'épuisement des piles de l'émetteur. Le 4 janvier 1958, après trois mois en orbite, Spoutnik 1 s'est désintégré lors de sa rentrée dans l'atmosphère terrestre, après avoir effectué 1 440 orbites et parcouru une distance estimée à 70 000 000 km (43 000 000 mi).

Étymologie

Le terme russe Спутник-1, romanisé comme Spoutnik-Odin (prononcé [ˈsputnʲɪk.ɐˈdʲin]), se traduit directement par « Satellite-One ». Le mot sputnik, désignant « satellite » en russe, est né au XVIIIe siècle de la combinaison du préfixe s- ('compagnon') et putnik ('voyageur'), ​​signifiant ainsi « compagnon de voyage ». Cette étymologie s'aligne sur la racine latine satelles (« garde, accompagnateur ou compagnon »), dont est dérivé le mot anglais satellite. (Dans les contextes occidentaux, à partir des années 1930, le terme « compagnon de voyage » était appliqué de manière péjorative aux individus manifestant une sympathie philosophique envers le communisme.)

Avant le lancement

Projet de construction de satellite

Le 17 décembre 1954, Sergueï Korolev, le principal spécialiste des fusées soviétique, présenta un plan de développement d'un satellite artificiel à Dimitri Ustinov, le ministre de l'Industrie de défense. Korolev a ensuite transmis un rapport rédigé par Mikhaïl Tikhonravov, qui donnait un aperçu de projets internationaux analogues. Le rapport de Tikhonravov a souligné l'affirmation selon laquelle le déploiement d'un satellite orbital représentait une progression inévitable dans le développement de la technologie des fusées.

Le 29 juillet 1955, le président américain Dwight D. Eisenhower, par l'intermédiaire de son attaché de presse, a déclaré l'intention des États-Unis de lancer un satellite artificiel pendant l'Année géophysique internationale (AGI). Quatre jours après cette annonce, Leonid Sedov, un éminent physicien soviétique, confirmait l'intention parallèle de l'Union soviétique de lancer un satellite artificiel. Le 8 août, le Politburo du Parti communiste de l'Union soviétique a officiellement approuvé la proposition d'un satellite artificiel. Le 30 août, Vasily Ryabikov, qui présidait la Commission d'État supervisant les lancements d'essais de fusées R-7, a convoqué une réunion au cours de laquelle Korolev a présenté les calculs de trajectoire pour un vol spatial lunaire. Lors de cette réunion, il a été décidé de concevoir une variante à trois étages de la fusée R-7 spécifiquement pour le déploiement de satellites.

Le 30 janvier 1956, le Conseil des ministres a officiellement autorisé le début du développement pratique d'un satellite artificiel en orbite autour de la Terre. Ce satellite, désigné Object D, devait être achevé entre 1957 et 1958, avec une masse prévue allant de 1 000 à 1 400 kg (2 200 à 3 100 lb) et une capacité de charge utile de 200 à 300 kg (440 à 660 lb) pour l'instrumentation scientifique. Le lancement test inaugural de « l'Objet D » était prévu pour 1957. Les tâches de développement du satellite devaient être réparties entre diverses institutions comme détaillé ci-dessous :

• L'Académie des sciences de l'URSS a assumé la responsabilité de la direction scientifique globale et de la fourniture d'instruments de recherche.
• Le ministère de l'Industrie de la Défense, ainsi que son principal bureau d'études, OKB-1, ont reçu le mandat de construire le satellite.
• Le Ministère de l'industrie technique radio a été chargé de développer le système de contrôle, les instruments radiotechniques et le système de télémétrie.
• Les gyroscopes devaient être développés par le ministère de la construction navale.
• Le ministère de la Construction mécanique était responsable de la création des infrastructures de lancement au sol, de ravitaillement en carburant et de transport.
• Les opérations de lancement relevaient de la compétence du ministère de la Défense.

En juillet 1956, les efforts de conception préliminaires étaient finalisés et les objectifs scientifiques du satellite étaient établis. Ces objectifs comprenaient la mesure de la densité atmosphérique, de la composition ionosphérique, du vent solaire, des champs magnétiques et des rayons cosmiques. Les données collectées ont été jugées cruciales pour le développement des satellites artificiels ultérieurs. Par conséquent, il était prévu de développer un réseau de stations au sol pour collecter les données transmises, surveiller les trajectoires orbitales et relayer les commandes au satellite. En raison du calendrier contraint, les observations étaient programmées pour une brève période de 7 à 10 jours, et les calculs orbitaux n'étaient pas censés atteindre une précision exceptionnelle.

Vers la fin de 1956, la nature complexe de la conception ambitieuse de « l'Objet D » est devenue évidente, indiquant que son lancement dans les délais était irréalisable. Ce retard était dû aux difficultés de développement des instruments scientifiques et à l'impulsion spécifique des moteurs R-7 plus faible que prévu (304 secondes par rapport aux 309-310 secondes projetées). En conséquence, le gouvernement a reporté le lancement jusqu'en avril 1958. « Objet D » a ensuite été lancé sous le nom de Spoutnik 3.

Préoccupé par le fait que les États-Unis pourraient réussir à lancer un satellite avant l'URSS, OKB-1 a proposé le développement et le lancement d'un satellite plus simple en avril-mai 1957, précédant l'Année géophysique internationale (AGI) qui a débuté en juillet 1957. Ce satellite proposé a été conçu pour être simple, léger (100 kg ou 220 lb) et facile à fabriquer, donnant la priorité à un émetteur radio de base plutôt qu'à une instrumentation scientifique complexe et lourde. Le 15 février 1957, le Conseil des ministres de l'URSS sanctionna ce satellite simplifié, officiellement désigné « Objet PS », où PS signifie « prosteishiy spoutnik », ou « satellite élémentaire ». Cette conception a permis un suivi visuel par des observateurs terrestres et a facilité la transmission des signaux de suivi aux stations de réception au sol. Le déploiement de deux de ces satellites, PS-1 et PS-2, utilisant deux fusées R-7 (8K71), a été approuvé, sous réserve que le R-7 réussisse au moins deux vols d'essai.

Préparation du lanceur et sélection du site de lancement.

OKB-1 a initialement conçu la fusée R-7 comme un missile balistique intercontinental (ICBM). Le Comité central du Parti communiste de l'Union soviétique et le Conseil des ministres de l'URSS ont autorisé sa construction le 20 mai 1954. Cette fusée représentait la plus puissante au monde, conçue avec une poussée excédentaire en raison des incertitudes concernant la masse de la charge utile de la bombe à hydrogène. Le R-7 portait également la désignation GRAU (par la suite GURVO, l'acronyme russe pour « Direction générale des forces de fusée ») 8K71. À la même époque, des sources de l'OTAN ont identifié le R-7 comme étant le T-3, le M-104 ou le Type A.

Pour accueillir « l'Objet D », la fusée R-7 a subi plusieurs modifications, notamment des améliorations de ses moteurs principaux, l'élimination d'un ensemble radio de 300 kg (660 lb) du propulseur et l'intégration d'un nouveau carénage de charge utile qui a réduit la longueur du propulseur de près de quatre mètres (14 pieds) par rapport à sa configuration ICBM. « Object D » a finalement été lancé sous le nom de Spoutnik 3, à la suite du déploiement antérieur de « Object PS », considérablement plus léger (Spoutnik 1). Les calculs initiaux de trajectoire du lanceur et du satellite reposaient sur des arithmomètres et des tableaux trigonométriques à six chiffres. Des calculs plus complexes ont ensuite été effectués à l'aide d'un ordinateur récemment installé à l'Académie des sciences.

Une commission de reconnaissance spécialisée a désigné Tyuratam comme lieu d'établissement d'un terrain d'essai de fusées, connu sous le nom de 5e champ d'application de Tyuratam, communément appelé « NIIP-5 » ou, dans l'ère post-soviétique, « GIK-5 ». Le Conseil des ministres de l'URSS approuva formellement cette sélection le 12 février 1955, même si l'achèvement du site n'était prévu qu'en 1958. Les activités de construction commencèrent le 20 juillet, entreprises par des unités de construction militaire.

Le lancement inaugural de la fusée R-7 (8K71 No.5L), le 15 mai 1957, a connu un échec immédiat lorsqu'un incendie s'est déclaré dans la sangle du Blok D au décollage. Malgré l'incendie, le propulseur a maintenu son vol pendant 98 secondes avant que la sangle ne se détache, entraînant l'accident du véhicule à 400 km (250 mi) en aval. Les tentatives ultérieures de lancement de la deuxième fusée (8K71 n°6) les 10 et 11 juin ont été avortées en raison d'un défaut d'assemblage. La troisième fusée R-7 (8K71 No.7) est également tombée en panne lors de son lancement le 12 juillet, lorsqu'un court-circuit électrique a provoqué un roulis incontrôlé des moteurs vernier, entraînant la séparation de toutes les sangles 33 secondes après le début du vol. Cet incident a conduit le R-7 à s'écraser à environ 7 km (4,3 mi) de la rampe de lancement.

La quatrième fusée (8K71 n°8) a réussi son lancement le 21 août à 15h25, heure de Moscou. Son étage central a propulsé une ogive factice à l'altitude et à la vitesse indiquées, qui est ensuite rentrée dans l'atmosphère et s'est désintégrée à une altitude de 10 km (6,2 mi) après avoir parcouru 6 000 km (3 700 mi). Suite à ce succès, TASS a publié un communiqué le 27 août annonçant le lancement réussi d'un missile balistique intercontinental à plusieurs étages (ICBM) longue distance. La cinquième fusée R-7 (8K71 No.9), lancée le 7 septembre, a également fonctionné avec succès ; cependant, sa charge utile factice a été détruite lors de la rentrée atmosphérique, indiquant une refonte nécessaire pour une efficacité militaire totale. Malgré cela, la fusée a été jugée adaptée au déploiement de satellites, ce qui a permis à Korolev de persuader la Commission d'État d'autoriser l'utilisation du R-7 ultérieur pour le lancement du PS-1, reportant ainsi son application militaire pour faciliter le lancement des satellites PS-1 et PS-2.

Le 22 septembre, une fusée R-7 modifiée, désignée Spoutnik et identifiée comme 8K71PS, a été livrée au terrain d'essai, lançant les préparatifs pour le lancement du PS-1. Cette variante présentait plusieurs modifications par rapport aux véhicules d'essai militaires standard R-7 : sa masse a été réduite de 280 à 272 tonnes (617 000 à 600 000 lb), sa longueur totale avec la charge utile PS-1 mesurait 29,167 mètres (95 pieds 8,3 pouces) et sa poussée au décollage a été enregistrée à 3,90 MN (880 000 lb_f).

Complexe d'observation

Le satellite PS-1 a été conçu exclusivement pour l'observation, sans aucun mécanisme de contrôle. L'acquisition initiale des données sur le site de lancement impliquait six observatoires distincts, les informations collectées étant télégraphiées à NII-4. Situé à Bolshevo, Moscou, NII-4 fonctionnait comme une division de recherche scientifique du ministère de la Défense, spécialisée dans le développement de missiles. Ces six observatoires étaient stratégiquement regroupés autour du site de lancement, l'installation la plus proche étant située à 1 km (0,62 mi) de la rampe de lancement.

Un réseau d'observation secondaire à l'échelle nationale, appelé complexe de commandement et de mesure, a été créé pour surveiller le satellite après sa séparation de son lanceur. Ce complexe comprenait le centre de coordination au sein de NII-4 et sept stations distantes stratégiquement positionnées le long de la trajectoire au sol projetée du satellite. Ces installations de suivi étaient situées à Tyuratam, Sary-Shagan, Yeniseysk, Klyuchi, Yelizovo, Makat dans l'oblast de Guryev et Ishkup dans le kraï de Krasnoïarsk. Chaque station était équipée d'un radar, d'instruments optiques et de systèmes de communication avancés. Les données collectées depuis ces stations ont été transmises par télégraphe au NII-4, où des spécialistes en balistique ont calculé les paramètres orbitaux du satellite.

Les observatoires ont utilisé un système de mesure de trajectoire connu sous le nom de « Tral », développé par l'OKB MEI (Institut de l'énergie de Moscou), pour recevoir et surveiller les données des transpondeurs fixés sur l'étage central de la fusée R-7. Ces données sont restées précieuses même après la séparation du satellite du deuxième étage de la fusée, car la position de Spoutnik pouvait être déduite de l'emplacement connu du deuxième étage, qui maintenait une distance constante derrière le satellite. Pendant la phase de lancement, le suivi des boosters reposait sur des méthodes passives, notamment l'observation visuelle et la détection radar. Les lancements d'essais du R-7 ont révélé que les caméras de suivi étaient efficaces jusqu'à une altitude de 200 km (120 mi), tandis que les systèmes radar pouvaient suivre le booster sur près de 500 km (310 mi).

Au-delà de l'Union soviétique, de nombreux opérateurs radioamateurs de divers pays ont réussi à suivre le satellite. La fusée d'appoint elle-même a été localisée et surveillée par des chercheurs britanniques utilisant le télescope Lovell de l'observatoire de Jodrell Bank, qui était le seul à pouvoir effectuer un suivi radar à cette fin au niveau mondial. Notamment, l'Observatoire canadien de Newbrook a obtenu la distinction d'être la première installation en Amérique du Nord à photographier Spoutnik 1.

Conception

La conception de Spoutnik 1 respectait un ensemble spécifique de directives et d'objectifs, notamment :

• Assurer simplicité et fiabilité, avec une adaptabilité pour les projets ultérieurs.
• Incorporation d'un corps sphérique pour faciliter la détermination de la densité atmosphérique en fonction de sa durée de vie orbitale.
• Un équipement radio a été intégré pour permettre le suivi et recueillir des données concernant la propagation des ondes radio dans l'atmosphère terrestre.
• Le système de pressurisation du satellite a fait l'objet d'une vérification rigoureuse.

Mikhail S. Khomyakov a été le constructeur en chef de Spoutnik 1 à OKB-1. Le satellite lui-même était une structure sphérique de 585 millimètres (23,0 pouces) de diamètre, construite à partir de deux hémisphères. Ces hémisphères étaient hermétiquement fermés à l'aide de joints toriques et fixés par 36 boulons, ce qui donnait une masse totale de 83,6 kilogrammes (184 livres). Les hémisphères de 2 millimètres d'épaisseur étaient enveloppés par un bouclier thermique hautement poli de 1 millimètre d'épaisseur, fabriqué à partir d'un alliage aluminium-magnésium-titane AMG6T. Le satellite était équipé de deux paires d'antennes développées par le laboratoire d'antennes OKB-1 sous la direction de Mikhail V. Krayushkin. Chaque antenne comprenait deux éléments en forme de fouet, mesurant 2,4 et 2,9 mètres (7,9 et 9,5 pieds) de longueur, et présentaient un diagramme de rayonnement presque sphérique.

Pesant 51 kilogrammes (112 livres), l'unité d'alimentation a été conçue sous la forme d'un écrou octogonal, avec l'émetteur radio logé dans sa cavité centrale. Cette unité comprenait trois batteries argent-zinc, développées à l'Institut de recherche sur les sources d'énergie de l'Union (VNIIT) sous la direction de Nikolai S. Lidorenko. Deux de ces batteries alimentaient l'émetteur radio, tandis que la troisième assurait le système de régulation de la température. Bien que prévues pour durer deux semaines, les batteries sont restées opérationnelles pendant 22 jours. L'alimentation électrique a été automatiquement activée lors de la séparation du satellite du deuxième étage de la fusée.

En interne, le satellite abritait une unité de transmission radio d'un watt, pesant 3,5 kilogrammes (7,7 livres), développée par Vyacheslav I. Lappo du NII-885, l'Institut de recherche électronique de Moscou. Cette unité fonctionnait sur deux fréquences distinctes : 20,005 MHz et 40,002 MHz. Dans des conditions normales de température et de pression à bord, les signaux sur la première fréquence étaient émis par impulsions de 0,3 seconde (environ 3 Hz), avec des pauses d'égale durée remplies par des impulsions sur la deuxième fréquence. L'analyse de ces signaux radio a fourni des données sur la densité électronique de l'ionosphère. Les valeurs de température et de pression à bord ont été codées en modulant la durée des bips radio. Un système sophistiqué de régulation de la température a été installé, comprenant un ventilateur, un double interrupteur thermique et un interrupteur thermique de commande. Le ventilateur s'active si la température interne du satellite dépasse 36 °C (97 °F) et se désactive lorsqu'elle descend en dessous de 20 °C (68 °F), contrôlé par le double interrupteur thermique. Si la température dépasse 50 °C (122 °F) ou descend en dessous de 0 °C (32 °F), un interrupteur thermique de commande séparé s'enclencherait, modifiant la durée des impulsions du signal radio. Spoutnik §23§ contenait de l'azote sec, pressurisé à 1,3 atmosphères (130 kPa). Un interrupteur barométrique a été intégré au satellite, conçu pour s'activer si la pression interne descendait en dessous de 130 kPa. Un tel événement signifierait une défaillance du récipient sous pression ou une perforation du météore, modifiant par conséquent la durée de l'impulsion du signal radio.

Lors de sa fixation à la fusée, Spoutnik 1 était protégé par un carénage de charge utile en forme de cône, mesurant 80 centimètres (31,5 pouces) de hauteur. Ce carénage s'est détaché simultanément de Spoutnik et du deuxième étage R-7 épuisé lorsque le satellite a été éjecté. Oleg G. Ivanovsky a supervisé les procédures de test du satellite à OKB-1.

Aperçu du lancement et de la mission

Le système de contrôle de la fusée Spoutnik a été configuré pour une orbite cible allant de 223 à 1 450 kilomètres (139 à 901 miles), avec une période orbitale prévue de 101,5 minutes. Georgi Grechko avait déjà calculé cette trajectoire en utilisant l'ordinateur central de l'Académie des sciences de l'URSS.

La fusée Spoutnik a été lancée le 4 octobre 1957 à 19:28:34 UTC (le 5 octobre sur le site de lancement) depuis le site n°1 du NIP-5. Les données de télémétrie ont révélé que les boosters à sangle se sont séparés 116 secondes après le décollage et que le moteur de l'étage principal a cessé de fonctionner 295,4 secondes après le début du vol. À l'arrêt du moteur, l'étage central de 7,5 tonnes, avec le PS-1 toujours attaché, avait atteint une altitude de 223 kilomètres (139 miles) au-dessus du niveau de la mer, une vitesse de 7 780 mètres par seconde (25 500 pieds par seconde) et une inclinaison du vecteur vitesse de 0 degrés 24 minutes par rapport à l'horizon local. Cette trajectoire a établi une orbite elliptique initiale de 223 kilomètres (139 miles) sur 950 kilomètres (590 miles), caractérisée par un apogée d'environ 500 kilomètres (310 miles) plus bas que prévu, une inclinaison de 65,10° et une période orbitale de 96,20 minutes.

La mission a failli être interrompue car plusieurs moteurs n'ont pas réussi à s'allumer à temps. Environ 16 secondes après le lancement, un régulateur de carburant a mal fonctionné dans le booster, entraînant une consommation élevée de RP-1 pendant la majorité du vol propulsé et une augmentation de 4 % de la poussée du moteur au-delà des spécifications nominales. Bien que la coupure de l'étage central ait été programmée à T+296 secondes, l'épuisement précoce du propulseur a déclenché l'arrêt de la poussée une seconde plus tôt, car un capteur a détecté une condition de survitesse dans la turbopompe RP-1 vide. Au point de coupure, il restait 375 kg (827 lb) de LOX.

Après la coupure du moteur, le PS-1 s'est séparé du deuxième étage après 19,9 secondes, moment auquel l'émetteur du satellite est devenu actif. Ingénieur-Lieutenant Junior V.G. Borissov de la station IP-1 a détecté ces signaux, confirmant le déploiement réussi de Spoutnik 1 grâce à la réception de ses tonalités caractéristiques « bip-bip-bip ». La réception du signal a persisté pendant deux minutes jusqu'à ce que PS-1 descende sous l'horizon. Parallèlement, le système de télémétrie Tral sur l'étage central R-7 a maintenu la transmission et a ensuite été détecté lors de sa deuxième orbite.

L'équipe de concepteurs, d'ingénieurs et de techniciens responsables de la fusée et du satellite a observé le lancement depuis la plage désignée. Après le lancement, ils se sont rendus à une station de radio mobile pour surveiller les signaux du satellite. Une période d'attente d'environ 90 minutes a été observée pour confirmer l'achèvement d'une orbite et la transmission active du satellite avant que Korolev ne contacte le Premier ministre soviétique Nikita Khrouchtchev.

Au cours de l'orbite initiale du satellite, l'Agence télégraphique de l'Union soviétique (TASS) a annoncé : "Grâce aux efforts étendus et intensifs des instituts scientifiques et des bureaux d'études, le premier satellite artificiel de la Terre a été construit." L'étage central R-7, pesant 7,5 tonnes et mesurant 26 mètres de long, a également atteint l'orbite terrestre. Cet étage central est apparu comme un objet de première magnitude, traînant le satellite et visible la nuit. Pour améliorer sa visibilité à des fins de suivi, des panneaux réfléchissants déployables ont été apposés sur le booster. En revanche, le satellite lui-même, une petite sphère hautement polie, était à peine perceptible à la sixième magnitude, ce qui rendait le suivi optique plus difficile. Les batteries du satellite se sont épuisées le 26 octobre 1957, après avoir effectué 326 orbites.

L'étage central R-7 a maintenu sa trajectoire orbitale pendant deux mois, jusqu'au 2 décembre 1957. Spoutnik 1 est cependant resté en orbite pendant trois mois, effectuant 1 440 orbites terrestres avant sa rentrée présumée le 4 janvier 1958. On suppose que Spoutnik 1 s'est désintégré au-dessus de l'ouest des États-Unis. Un récit anecdotique décrit un habitant d'Encino, en Californie, découvrant un objet lumineux dans son jardin qui, après examen, ressemblait à un tube en plastique conforme aux matériaux utilisés dans Spoutnik. L'origine définitive de cet objet en tant que composant du satellite reste non confirmée.

Réception

Sous les auspices de l'initiative scientifique citoyenne Operation Moonwatch, des équipes d'observateurs visuels stationnées dans 150 sites aux États-Unis et dans d'autres pays ont reçu des alertes nocturnes pour surveiller le satellite à l'aube et au crépuscule. L'URSS a formellement demandé aux opérateurs radioamateurs et professionnels d'enregistrer le signal transmis par le satellite. Notamment, l'une des premières observations occidentales a eu lieu à l'observatoire scolaire de Rodewisch, en Saxe.

Des reportages contemporains soulignaient que « tout individu possédant un récepteur à ondes courtes pouvait détecter le nouveau satellite terrestre russe alors qu'il traversait sa région du globe ». Les instructions de l'American Radio Relay League conseillaient aux auditeurs de « s'accorder avec précision sur 20 mégacycles, guidés par les signaux horaires fournis sur cette fréquence, puis de s'ajuster à des fréquences légèrement plus élevées. Le son distinctif « bip, bip » du satellite serait audible lors de chaque passage orbital. L'enregistrement inaugural du signal de Spoutnik 1 a été réalisé par les ingénieurs de RCA situés près de Riverhead, à Long Island. Cet enregistrement a ensuite été transporté à Manhattan pour être diffusé publiquement via la radio NBC. Néanmoins, alors que Spoutnik montait plus haut au-dessus de la côte Est, son signal a également été intercepté par W2AEE, la station de radio amateur de l'Université de Columbia. Les étudiants qui exploitaient la station FM de l'université, WKCR, ont enregistré ce signal et ont été les premiers à retransmettre le signal Spoutnik au public américain ou à ceux qui se trouvaient dans la portée de réception de la station FM.

L'Union soviétique a initialement accepté d'émettre sur des fréquences compatibles avec l'infrastructure américaine existante, mais a ensuite déclaré l'utilisation de fréquences plus basses. Affirmant que le lancement "n'était pas une surprise", la Maison Blanche a refusé d'aborder toute implication militaire. Le 5 octobre, le Laboratoire de recherche navale a documenté des enregistrements de Spoutnik 1 lors de quatre passages au-dessus des États-Unis. Le centre de recherche de l'USAF à Cambridge a collaboré avec Bendix-Friez, Westinghouse Broadcasting et le Smithsonian Astrophysical Observatory pour capturer une vidéo du corps de la fusée Spoutnik traversant le ciel avant l'aube au-dessus de Baltimore, diffusée par WBZ-TV à Boston le 12 octobre.

Le lancement réussi de Spoutnik 1 a semblé reconfigurer les perceptions mondiales concernant un potentiel déplacement du pouvoir géopolitique vers l'Union soviétique.

Le déploiement réussi de l'Union soviétique. de Spoutnik 1 a incité les États-Unis à créer l'Advanced Research Projects Agency (ARPA, plus tard connue sous le nom de DARPA) en février 1958, dans le but explicite de rétablir la prééminence technologique.

Au départ, les médias et le public britanniques ont réagi à Spoutnik 1 avec un mélange d'appréhension quant aux implications futures et d'admiration pour le progrès scientifique humain. De nombreuses publications proclament l’aube de l’ère spatiale. Néanmoins, après le lancement par l'Union soviétique du Spoutnik 2, qui transportait le chien Laika, le discours médiatique s'est orienté vers une position anticommuniste, conduisant à des protestations généralisées dirigées contre l'ambassade soviétique et la RSPCA.

Propagande

Au départ, Spoutnik 1 n’a pas été immédiatement exploité à des fins de propagande soviétique. Les réalisations antérieures dans le domaine des fusées avaient été délibérément sous-estimées par les Soviétiques, en raison des appréhensions concernant la divulgation d'informations classifiées et l'exploitation potentielle des échecs par les pays occidentaux. Lorsque les Soviétiques ont ensuite intégré Spoutnik dans leurs efforts de propagande, ils ont souligné les prouesses de la technologie soviétique, prônant la suprématie technologique de la nation sur l’Occident. Les citoyens ont été encouragés à surveiller les signaux radio de Spoutnik et à observer sa trajectoire dans le ciel nocturne. Malgré l'extérieur poli de Spoutnik, ses dimensions réduites le rendaient à peine perceptible à l'œil nu ; la majorité des observateurs ont probablement perçu l'étage central nettement plus grand de 26 mètres (85 pieds) de la fusée R-7. Peu de temps après le lancement du PS-1, Khrouchtchev a exhorté Korolev à déployer un satellite supplémentaire pour coïncider avec le 40e anniversaire de la Révolution d'Octobre, le 7 novembre 1957.

Le déploiement de Spoutnik 1 a étonné la population américaine, démantelant le discours dominant propagé par les médias américains qui présentait les États-Unis comme la puissance technologique prééminente et l'Union soviétique comme étant sous-développée sur le plan technologique. À l’inverse, la CIA et le président Eisenhower possédaient des renseignements préalables sur les avancées soviétiques sur Spoutnik, dérivés d’images d’avions de reconnaissance clandestins. En collaboration avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Army Ballistic Missile Agency a développé et lancé Explorer 1 le 31 janvier 1958. Cependant, avant l'achèvement de ce projet, l'Union soviétique a lancé un deuxième satellite, Spoutnik 2, le 3 novembre 1957. Parallèlement, l'échec largement télévisé de Vanguard TV-3 le 6 décembre 1957 a exacerbé l'appréhension américaine. concernant la position de la nation dans la course à l'espace en plein essor. Cela a incité les États-Unis à adopter une approche plus affirmée de la compétition spatiale, conduisant à une concentration accrue sur la recherche scientifique et technologique et sur des réformes systémiques dans divers secteurs, notamment les établissements militaires et éducatifs. Le gouvernement fédéral a initié des investissements substantiels dans l’enseignement des sciences, de l’ingénierie et des mathématiques à tous les niveaux. Un collectif de recherche avancé spécialisé a été créé pour les applications de défense, qui a ensuite développé des missiles balistiques intercontinentaux (ICBM), des systèmes de défense antimissile et des satellites de reconnaissance pour les États-Unis.

Héritage

Au départ, le président américain Dwight Eisenhower n'a montré aucune surprise concernant Spoutnik 1, ayant reçu des renseignements préalables concernant les capacités du R-7 grâce à des photographies de reconnaissance de l'avion espion U-2 et des signaux interceptés et des données de télémétrie. Le général James M. Gavin a documenté en 1958 sa prédiction au Comité consultatif scientifique de l'armée le 12 septembre 1957, selon laquelle les Soviétiques lanceraient un satellite dans les 30 jours, notant en outre son accord avec Wernher von Braun le 4 octobre selon lequel un lancement était imminent. La réaction immédiate de l’administration Eisenhower a été discrète et largement dédaigneuse. Eisenhower s’est en fait dit satisfait que l’URSS, plutôt que les États-Unis, ait lancé l’exploration du cadre juridique encore indéfini pour les survols de satellites orbitaux. Cette position découle de son expérience des manifestations soviétiques et de la destruction des ballons du projet Genetrix (Moby Dick), ainsi que des inquiétudes concernant la destruction potentielle d'un avion U-2. Afin d'établir un précédent en matière de « liberté de l'espace » avant le déploiement des satellites espions clandestins américains WS-117L, les États-Unis avaient lancé le projet Vanguard en tant que contribution satellite « civile » désignée pour l'Année géophysique internationale. Néanmoins, Eisenhower a considérablement mal évalué la réaction du public américain, qui a été profondément choqué par le lancement de Spoutnik et par l'échec télévisé de la tentative de lancement du Vanguard Test Vehicle 3. Cette inquiétude du public a été exacerbée par les politiciens démocrates, qui ont qualifié les États-Unis de grave retard. De nombreuses publications destinées au grand public ont vu le jour, identifiant sept domaines clés d'« impact » national : le leadership occidental, la stratégie et les tactiques occidentales, la production de missiles, la recherche appliquée, la recherche fondamentale, l'éducation et la culture démocratique. Alors que l'intérêt du public et des gouvernements pour l'espace et les domaines scientifiques et technologiques connexes s'intensifiait, ce phénomène a parfois été qualifié d'« engouement pour le Spoutnik ».

Par la suite, les États-Unis ont lancé avec succès plusieurs satellites, dont Explorer 1, Project SCORE et Courier 1B. Cependant, la réponse du public à la crise Spoutnik a galvanisé les efforts américains dans la course à l'espace, conduisant à la création de l'Advanced Research Projects Agency (rebaptisée Defense Advanced Research Projects Agency, ou DARPA, en 1972) et de la NASA (par le biais de la National Aeronautics and Space Act). Parallèlement, les dépenses du gouvernement américain en matière de recherche scientifique et d'éducation ont considérablement augmenté grâce à la National Defense Education Act.

Le lancement de Spoutnik a également directement favorisé un regain d'intérêt pour la science et la technologie au sein des établissements d'enseignement américains. Poussé par un sentiment d'urgence, le Congrès a promulgué la loi de 1958 sur l'éducation de la défense nationale, qui accordait des prêts de scolarité à faible taux d'intérêt aux étudiants poursuivant des études en mathématiques et en sciences. Après le lancement de Spoutnik, un sondage de l'Université du Michigan a révélé que 26 % des Américains interrogés pensaient que la science et l'ingénierie russes dépassaient celles des États-Unis. (Cependant, cette perception a considérablement changé en un an, ce chiffre étant tombé à 10 % lorsque les États-Unis ont commencé leurs propres lancements de satellites.)

Une conséquence notable du choc Spoutnik a été l'émergence de la perception de « l'écart entre les missiles », qui est devenue un sujet important pendant la campagne présidentielle de 1960.

Le journal du Parti communiste Pravda n'a publié que quelques paragraphes concernant Spoutnik 1 en octobre. 4.

Spoutnik a également servi d'inspiration à toute une génération d'ingénieurs et de scientifiques. Harrison Storms, le concepteur nord-américain responsable de l'avion-fusée X-15 et plus tard responsable du module de commande et de service Apollo et des efforts de conception du deuxième étage du lanceur Saturn V, a été motivé par le lancement de Spoutnik pour considérer l'espace comme la prochaine frontière de l'Amérique. Les astronautes Alan Shepard, le premier Américain dans l'espace, et Deke Slayton ont raconté plus tard comment la vue de Spoutnik 1 en orbite au-dessus de leur tête a inspiré leur parcours professionnel.

Le lancement de Spoutnik 1 a précipité la résurgence du suffixe -nik en anglais. L'écrivain américain Herb Caen a été incité à inventer le terme « beatnik » dans un article sur la Beat Generation, publié dans le San Francisco Chronicle le 2 avril 1958.

Le drapeau de la ville russe de Kalouga, un lieu profondément associé à l'espace et aux voyages spatiaux en raison du travail et de la résidence de Konstantin Tsiolkovsky, incorpore un petit Spoutnik dans son canton.

Le 3 octobre 2007, Google a commémoré le 50e anniversaire de Spoutnik avec un Google Doodle dédié.

Navigation par satellite

Le lancement de Spoutnik a initié le développement de la navigation par satellite contemporaine. William Guier et George Weiffenbach, deux physiciens américains du Laboratoire de physique appliquée (APL) de l'Université Johns Hopkins, ont surveillé les transmissions radio de Spoutnik et ont rapidement reconnu que l'effet Doppler leur permettait de déterminer avec précision la position orbitale du satellite. Le directeur de l'APL leur a donné accès à leur ordinateur UNIVAC pour les calculs approfondis requis à l'époque.

Puis, l'année suivante, Frank McClure, directeur adjoint de l'APL, a chargé Guier et Weiffenbach d'explorer le problème inverse : déterminer la localisation d'un utilisateur en fonction de la position du satellite. Parallèlement, la Marine développait le missile lancé par le sous-marin Polaris, ce qui nécessitait une connaissance précise de l'emplacement du sous-marin. Ces recherches ont abouti au développement, aux côtés d'APL, du système TRANSIT, précurseur des satellites modernes du système de positionnement global (GPS).

Exemples survivants

Unités de sauvegarde

Il existe au moins deux répliques historiques de Spoutnik 1, apparemment construites comme unités de secours. Le premier est installé près de Moscou au sein du musée d'entreprise d'Energia, successeur contemporain du bureau de design de Korolev, où il est accessible exclusivement sur rendez-vous. La seconde, une sauvegarde prête à voler, est située au musée spatial Cosmosphere à Hutchinson, Kansas, aux États-Unis, qui expose également un modèle technique de Spoutnik 2.

Modèles

Le Museum of Flight de Seattle, aux États-Unis, possède une unité Spoutnik 1 dépourvue de composants opérationnels internes, bien qu'elle contienne des boîtiers et des raccords moulés, ainsi que des indications de dégradation de la batterie, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un modèle technique. Vérifiée par le Musée Mémorial de l'astronautique de Moscou, cette unité a été vendue aux enchères en 2001, acquise par un acheteur privé anonyme, puis donnée au musée.

Le Spoutnik 1 EMC/EMI représente une catégorie de modèles de laboratoire à grande échelle du satellite. Ces modèles, produits par OKB-1 et NII-885 (sous la direction de Mikhaïl Ryazansky), ont été dévoilés le 15 février 1957. Leur objectif était de faciliter les tests au sol de compatibilité électromagnétique (CEM) et d'interférences électromagnétiques (EMI).

Répliques

En 1959, l'Union soviétique a présenté une réplique du Spoutnik aux Nations Unies. En outre, de nombreuses autres répliques grandeur nature de Spoutnik, présentant divers niveaux de fidélité, sont exposées dans le monde entier, notamment au National Air and Space Museum aux États-Unis, au Science Museum au Royaume-Uni, au Powerhouse Museum en Australie et à l'extérieur de l'ambassade de Russie en Espagne.

Trois répliques à l'échelle d'un tiers de Spoutnik 1 construites par des étudiants ont été libérées de la station spatiale Mir entre 1997 et 1999. La réplique initiale, désignée Spoutnik 40, en commémoration du quarantième anniversaire du lancement de Spoutnik 1, a été déployé en novembre 1997. Spoutnik 41 a ensuite été lancé un an plus tard, et Spoutnik 99 a été déployé en février 1999. Une quatrième réplique a été lancée mais n'a jamais été déployée, étant finalement incinérée lors de la désorbitation de Mir.

Collections privées

Deux unités Spoutnik supplémentaires seraient conservées dans les collections personnelles des entrepreneurs américains Richard Garriott et Jay S. Walker.

Youri Gagarine, un cosmonaute soviétique, a été le premier humain à voyager dans l'espace.

• Youri Gagarine — cosmonaute soviétique et premier humain à voyager dans l'espace
• Donald B. Gillies a été parmi les premiers à calculer l'orbite de Spoutnik 1.
• Kerim Kerimov était l'un des principaux architectes impliqués dans le développement de Spoutnik 1.
• Valentina Tereshkova a la distinction d'être la première femme dans l'espace.
• ILLIAC I a été le premier ordinateur utilisé pour calculer l'orbite de Spoutnik 1.
• Chronologie des satellites artificiels et des sondes spatiales
• Chronologie de l'innovation russe

Références

Bibliographie

Chertok, BE (1999). Rakety i li︠u︡di : lunnai︠a︡ gonka [Rockets & Personnes : La course à la lune] (en russe). Moscou : Mashinostroenie. ISBN 978-5-217-02942-6.

• Chertok, BE (1999). Rakety i li︠u︡di : lunnai︠a︡ gonka [Rockets & Personnes : la course à la lune] (en russe). Moscou : Mashinostroenie. ISBN 978-5-217-02942-6.Dickson, Paul (2007). Spoutnik : le choc du siècle. Walker & Co. ISBN 978-0-8027-1365-0.Gerchik, Konstantin Vasilyevich (1994). Proryv v kosmos [Une percée dans l'espace] (en russe). Moscou : Vélès. ISBN 978-5-87955-001-6.Mieczkowski, Yanek (2013). Le moment Spoutnik d'Eisenhower : la course à l'espace et au prestige mondial. Ithaca, New York : Cornell University Press. ISBN 978-0-8014-6793-6.
  • Satellite 1 : L'histoire du premier appareil artificiel dans l'espace par l'agence de presse russe TASS
  • Les documents d'archives concernant Spoutnik 1 et la course à l'espace sont conservés à la bibliothèque présidentielle Dwight D. Eisenhower.
  • La NASA a produit des médias interactifs commémorant le 50e anniversaire de l'ère spatiale et de Spoutnik.
  • Une interview de Sir Arthur C. Clarke, intitulée "Remembering Sputnik", a été publiée dans IEEE Spectrum.
  • Le service d'exploration du système solaire de la NASA fournit des informations sur le programme Spoutnik.
  • Le point de vue de la NASA sur Spoutnik 1.
  • Une initiative russe collaborative, impliquant Ground Microprocessing Information Systems SRC "PLANETA" et le Space Monitoring Information Support Laboratory (IKI RAN), a commémoré le 40e anniversaire de Spoutnik 1.
  • Le clip "Nouvelle Lune. Les Reds lancent le premier satellite spatial, 1957/10/07 (1957)" documente l'événement.