Сказал ли нам «Спутник-1» больше, чем «бип»? Какая наука была усовершенствована благодаря информации, полученной во время ее вращения вокруг Земли?

Выстрел ответ:

Был ли Спутник-1 "только для гудка" - нет, не был :)

Это были технические испытания Р-7 как ракеты-носителя и испытания космического корабля на орбите (хотя и очень простого космического корабля).

Также ученые хотя бы попытались провести исследование атмосферы с помощью Спутника-1. (Из моих текущих результатов поиска я не уверен, что они получили много.)

Длинный ответ:

Это текущее состояние моих раскопок. Я обновлю, если я найду больше.

Не столько «убедительные доказательства», сколько «добросовестность» при рассмотрении множества неполных источников:

Спутник-1 использовался для 3 научных целей

1. Изучить работу космических аппаратов во время космического полета. ( телеметрию он отправил нет, похоже, что нет)

2. Для изучения плотности верхних слоев атмосферы (путем отслеживания траектории)

3. Изучить ионосферу радионаукой.

Для изучения ионосферы нашел вот это . В этом документе цитируется работа 1958 года Якова Альперта . Кавычки:

2. Обзор первой научной публикации на основе анализа данных, уязвимых для «Спутником-1» [Альперт и др., 1958]

... В статье о рассмотрении одного из возможных вариантов обнаружения обнаружены радиосигналы спутников, основанный на поиске факторов времени его «радиовосхода» и «радиозахода», выявление обнаружения обнаружения N(z) и носителей выше максимального. Приводятся предварительные результаты обработки экспериментальных данных. Анализ результатов работы приводит к некоторым важным и интересным представлениям о внешней ионосфере — выявлению количественных показателей исчезновения электронных загрязнений, а также некоторым выявленным о «границе», где атмосфера соприкасается с межпланетным газом.

... Наблюдения за октябрями результатов приема радиосигналов спутников лишь за 5, 6 и 7 . Во всей совокупности данных (около 600 моментов начала и приема сигналов) только примерно в 60–70 случаях выполнялись условия, когда не было сложных траекторий волн на частотах 40 МГц и наблюдался «радиовосход» и «радиозаход» спутника в чистом виде, когда ωс /ω < ωс/ωэ или ωс/ω ≥ ωс/ωэ . При более частых анализах данных обнаруживается, что иногда слышимость обрывалась по неизвестной причине на более частые заражения. И, наоборот, в некоторых случаях при иевшем месте применения частоты ωс/ω < ωс/ωэ дальность приема превышала на несколько сотен км максимальные максимально возможные значения. Создаётся впечатление, что в некоторых сеансах это было фундаментом тем, что траектория волновала скользя.

Перевод:

2. Обзор первой научной публикации на основе анализа данных наблюдений за «Спутником-1» [Alpert et al., 1958]

... В статье описан один из возможных методов наблюдения спутниковых радиосигналов, основанный на определении моментов времени его «появления» и «исчезновения», что позволяет определить распределение концентрации электронов N(z) ионосферы выше максимума. Представлены предварительные результаты соответствующей обработки экспериментальных данных. Анализ результатов работы приводит к некоторым важным и интересным представлениям о внешней ионосфере – количественным характеристикам убывающей электронной концентрации, а также к некоторым соображениям о «границе», где атмосфера соприкасается с межпланетным газом.

... Мы рассмотрели результаты приема спутниковых радиосигналов только за 5, 6 и 7 октября.[1957]. Во всем наборе данных (около 600 раз начала и окончания приема сигнала) только примерно в 60–70 случаях выполнялись условия, например, отсутствие сложных волновых траекторий на частоте 40 МГц и «радиозахода» и "радиовход" спутника наблюдался в чистом виде при ωs/ω<ωs/ωэ или ωs/ω ≥ ωs/ωэ... При более детальном анализе этих данных оказалось, что иногда слышимость обрезалась по неизвестной причине на более коротких дистанциях. И, наоборот, в ряде случаев при существующем соотношении частот ωс / ω < ωс / ωэ дальность приема превышала на несколько сотен км максимальное теоретически возможное расстояние. Создается впечатление, что на некоторых сеансах это было связано с тем, что траектория волны скользила.

Смелый мой.

На странице 7 приведено изображение модели ионосферы, построенной по радионаучным данным спутника.

Насчет слежения за Спутником-1 - согласно статье в русской Википедии , его отслеживали несколько оптических станций с морскими хронометрами. На фотографиях спутник располагался относительно известных звезд, что позволило рассчитать текущие параметры орбиты. Насколько я понимаю, советский активный радар или радиоэффект Доплера не использовались. Хотя в вики-статье нет ссылок, подтверждающих это .

Есть также утверждение, что траектория спутника-1 показала суточные вариации плотности верхних слоев атмосферы - вот мемуары (на русском языке) , в которых это упоминается, но без каких-либо ссылок на научные публикации.

Цитировать:

И вот запустил первый спутник. Он, конечно, тормозится в верхней высоте и поэтому его орбита постепенно снижается, большая ось орбиты уменьшается. По идее, наблюдая эти изменения, можно выделить отдельные участки механики - по траектории выражений действующих сил, например, сил аэродинамического торможения и, как обнаруженных, плотности атмосферы. Это только по идее. На пути осуществления ее состоялось множество ощущений, блестяще встреченных М.Л. Лидовым. Он не только разработал алгоритмы определения атмосферы и использует эти алгоритмы для фактического измерения, но и обнаружил удивительные вариации, например, суточные. На долю Земли прогретая атмосфера "вспухает", линия равной вероятности вытягивается в сторону Солнца; поэтому постоянная температура атмосферы плотнее днем, случилась ночью. я помню, как Лидов доложил эти результаты на совещание у М.В. Келдыша. Присутствующие геофизики были потрясены.

Так был запущен первый спутник. Он, конечно, тормозится в верхних слоях атмосферы и поэтому его орбита постепенно меняется, большая ось орбиты уменьшается. Теоретически, наблюдая эти изменения, можно решить обратную задачу механики - по траектории определить действующие силы, например, силы аэродинамического торможения и, как следствие, плотность атмосферы. Это просто идея. На пути ее осуществления стояло немало трудностей, блестяще преодоленных М.Л. Лидовым.. Он не только разработал алгоритмы определения атмосферы и использовал эти алгоритмы для фактического определения плотности, но также обнаружил удивительные изменения плотности, такие как суточные. На солнечной стороне Земли нагретая атмосфера «вспучивается», линии равной плотности вытянуты к Солнцу; следовательно, на фиксированной высоте атмосфера днем ​​плотнее, чем ночью. Помню, как Лидов доложил об этих результатах на встрече с М. В. Келдышем . Присутствующие геофизики были потрясены.

Гиперссылки в цитатах мои.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!

Я предлагаю воспринимать информацию без "жестких источников" с недоверием. Он может быть склонен к некоторому историческому ревизионизму или, по крайней мере, к ошибкам. Например, на странице Википедии цитируются мемуары шведского ученого Бенгта Хультквиста , но, глядя на связанную книгу, становится ясно, что он работал с данными Спутника-3, а не Спутника-1. ( http://www.iki.rssi.ru/books/2007pervaya_r.pdf - 7 Мб, на русском языке)

Цитировать:

Мы, как и наблюдения других людей по всему миру, наблюдали за мелко яркой сферой, рассеянной неба в часах заката и восхода, и ловили сигналы «бип-бип-бип» спутника по радио. Мы с большим интересом следили за тем, какой громкий резонанс вызвал это событие во всех средствах массовой информации, и быстро начали думать над тем, как можно было бы использовать радиовещание Спутника для научных исследований. Мы начали измерение состава ионосферы с использованием эффекта Фарадея, и одна из первых докторских диссертаций, написанных в обсерватории, обнаружилась на основе измерений по радиопередачам Спутника-3 .

Перевод:

Мы, как и миллионы других людей по всему миру, наблюдали за маленькой яркой точкой, пересекающей небо на закате и восходе солнца, и ловили по радио сигналы "бип-бип-бип" Спутника. Мы с большим интересом следили за тем, какой громкий резонанс вызвало это событие во всех СМИ, и вскоре стали думать о том, как можно было бы использовать спутниковое радиоизлучение для научных исследований. Мы начали измерять полный электронный состав ионосферы с помощью эффекта Фарадея, и одна из первых докторских диссертаций, написанных в обсерватории, была основана на аналогичных измерениях по радиопередачам спутника -3 .

... Если бы у меня был доступ к российским научным публикациям конца 1950-х годов, я мог бы сказать что-то более точное, но не имею.

Я не знаю, что СССР пытался с ним сделать, но я знаю, что с ним сделали ВМС США. Исследователи из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса использовали доплеровский сдвиг на частоте 20 МГц для определения орбиты спутника-1 , а также плотность ионосферных электронов и ряд других параметров (например, смещение частоты передатчика примерно на 1 кГц от номинальных 20 МГц). ), а затем разработал первую спутниковую навигационную систему Transit , основанную на этом принципе, который до сих пор используется в DORIS для получения сантиметровой точности в задачах георадарной альтиметрии .

Спутник-1 находился под давлением азота 1,3 атм. Период писка был привязан к датчику давления. Логика заключалась в том, что если что-то (например, микрометеороид) проникнет в спутник, изменение давления обнаружит это и проинформирует ученых на Земле. Этот простой тест имел научное значение для более поздних программ с живыми образцами (включая пилотируемые космические корабли). Источники:

Краткая история спутника-1

Спутник 1 (Википедия)

И внутреннее давление, и температура спутника-1 были закодированы в радиосигнале.

Анализ радиосигналов использовался для сбора информации об электронной плотности ионосферы. Если температура превышала 50 ° C (122 ° F) или опускалась ниже 0 ° C (32 ° F), активировался еще один контрольный термовыключатель, изменяющий длительность импульсов радиосигнала. Спутник-1 был заполнен сухим азотом под давлением 1,3 атм[40]. На спутнике имелся барометрический переключатель, срабатывавший, если давление внутри спутника падало ниже 130 кПа, что указывало бы на выход из строя корпуса высокого давления или прокол метеоритом и изменяло бы продолжительность импульса радиосигнала.

Источник Википедия .

Но это было не аналоговое кодирование и не цифровое кодирование с использованием небольшого количества битов. Только состояния:

• температура выше 50 °C
• температура ниже 50 °C и выше 0 °C
• температура ниже 0 °C
• давление выше 130 кПа
• давление ниже 130 кПа

передавались как длительность радиоимпульсов и не более.

В конце концов, да, Спутник-1 имел некоторую научную ценность. Но все, что он сделал, это звуковой сигнал. Это факт. У него не было научной полезной нагрузки.

Как бы ни приукрашивали постфактум научные открытия, сделанные на орбите Спутника-1, факт заключается в том, что Советский Союз намеренно лишил Спутник-1 всех научных приборов, которые Академия наук СССР хотела установить на этот первый космический корабль. на орбиту Земли, заменив их радиопередатчиком, что имело незначительную научную ценность. Многие из этих научных приборов были построены и установлены на спутнике-3. Однако «Спутник-3» был запущен после того, как США запустили «Авангард-1», у которого также была научная полезная нагрузка.

Единственной целью Спутника-1 было стать первым объектом, отправленным человечеством на орбиту, и иметь возможность доказать миру, что он находится в космосе (путем звуковых сигналов). Быть первым в космосе было само по себе выдающимся подвигом, и руководство Советского Союза это прекрасно понимало. Несмотря на то, что все, что он сделал, это издал звуковой сигнал, Спутник-1 исторически имеет гораздо более высокое значение, чем Авангард-1 или Спутник-3, оба из которых имеют гораздо более высокое научное значение, чем Спутник-1.