Σπούτνικ: Το λάκτισμα της διαστημικής εποχής

Το 1957 είχε ανακηρυχθεί από τον ΟΗΕ Διεθνές Διαστημικό Ετος με σκοπό τη μελέτη του Ηλίου, που τη χρονιά εκείνη βρισκόταν στο μέγιστο της δραστηριότητάς του. Οι ΗΠΑ είχαν προγραμματίσει, στο πλαίσιο αυτής της συγκυρίας, να εκτοξεύσουν έναν τεχνητό δορυφόρο αλλά το σχετικό πρόγραμμα «Vanguard» είχε μεγάλη καθυστέρηση. Κανείς δεν γνώριζε σε ποιο στάδιο ήταν οι αντίστοιχες προσπάθειες των Σοβιετικών λόγω του ελέγχου των ειδήσεων από την ΕΣΣΔ που επέβαλλαν οι συνθήκες του Ψυχρού Πολέμου, αλλά στους Αμερικανούς υπήρχε η εντύπωση ότι και οι Σοβιετικοί αντιμετώπιζαν αντίστοιχες δυσκολίες. Ετσι η εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου της Γης από την ΕΣΣΔ έπεσε σαν βόμβα στα διεθνή ειδησεογραφικά πρακτορεία το απόγευμα της Παρασκευής 4 Οκτωβρίου 1957.

Ο πρώτος «Σπούτνικ», που στα ρωσικά σημαίνει «Δορυφόρος», ήταν με τα σημερινά δεδομένα ένα παιχνιδάκι. Το σώμα του δορυφόρου ήταν μια σφαίρα από κράμα αλουμινίου με διάμετρο 58,5 εκατοστών και βάρος 83,6 κιλών. Στο εσωτερικό του είχε μια μπαταρία και δύο ραδιοπομπούς που εξέπεμπαν ραδιοσήματα στους 20 και στους 40 μεγακύκλους. Στο εξωτερικό είχε τέσσερις κεραίες μήκους 2,5 μέτρων, στραμμένες όλες προς την ίδια πλευρά, που έμοιαζαν με τεράστια «μουστάκια». Οι Σοβιετικοί είχαν δώσει στη δημοσιότητα μόνο τη χαμηλότερη συχνότητα εκπομπής, κρατώντας την ανώτερη μυστική, για δική τους αποκλειστική χρήση.

Ο Σπούτνικ-1

Ο «Σπούτνικ-1» ακολουθούσε ελλειπτική τροχιά, σε μέσο ύψος 575 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης και περίοδο περίπου μιάμιση ώρα. Ο πομπός του «Σπούτνικ-1» συνέχισε να εκπέμπει για 22 ημέρες ώσπου εξαντλήθηκε η μπαταρία και ο δορυφόρος παρέμεινε σε τροχιά για τρεις μήνες ώσπου η τριβή με την ανώτερη ατμόσφαιρα μείωσε το ύψος του και ο δορυφόρος κάηκε στις 4 Ιανουαρίου 1958, εισερχόμενος στα κατώτερα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας. Η ανάλυση των σημάτων των πομπών έδινε πληροφορίες για την πυκνότητα των ηλεκτρονίων στην ιονόσφαιρα, ενώ η θερμοκρασία και η πίεση ήταν κωδικοποιημένες στη διάρκεια των μπιπ. Ο δορυφόρος ήταν ορατός από τη Γη ακόμη και με γυμνό μάτι, σαν ένα αμυδρό αστέρι 6ου μεγέθους, οπότε ήταν σχετικά απλό να υπολογισθεί η ταχύτητα μείωσης του ύψους του ως την ημέρα της καταστροφής του. Ετσι είχαμε για πρώτη φορά πληροφορίες για τη δομή της γήινης ατμόσφαιρας σε ύψος εκατοντάδων χιλιομέτρων. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο τελευταίος όροφος του φορέα-πυραύλου είχε γίνει και εκείνος δορυφόρος της Γης και, λόγω των μεγαλύτερων διαστάσεών του, φαινόταν από τη Γη πολύ λαμπρός, οπότε μπορούσαν να τον παρατηρήσουν ακόμη και οι κάτοικοι των πόλεων.

Ο Σπούτνικ-2

Στην αρχή ο σοβιετικός Τύπος δεν είχε δώσει μεγάλη έκταση στο σπουδαίο αυτό επιστημονικό και τεχνολογικό επίτευγμα. Οταν όμως φάνηκε από τα δημοσιεύματα του Τύπου η τεράστια εντύπωση που είχε προκαλέσει στον δυτικό κόσμο η εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου, οι θριαμβευτικοί τόνοι ανέβηκαν. Παράλληλα ο τότε γενικός γραμματέας του κόμματος Νικίτα Χρουστσόφ κάλεσε τον επιστήμονα που είχε σχεδιάσει και εκτελέσει αυτό το εντυπωσιακό εγχείρημα, τον Σεργκέι Κορόλεφ, και του ζήτησε να οργανώσει την εκτόξευση ενός δεύτερου τεχνητού δορυφόρου μέσα σε έναν μήνα, για να συμπέσει με την τεσσαρακοστή επέτειο της Οκτωβριανής Επανάστασης. Παρ’ όλο που δεν υπήρχε ούτε ο σχετικός προγραμματισμός ούτε η απαραίτητη εμπειρία, η ομάδα του Κορόλεφ κατόρθωσε να κατασκευάσει σε έναν μήνα, πρακτικά αυτοσχεδιάζοντας, τον δεύτερο τεχνητό δορυφόρο, τον «Σπούτνικ-2». Ηταν σημαντικά μεγαλύτερος από τον «Σπούτνικ-1», είχε σχήμα κωνικό, με διάμετρο βάσης 2 μέτρων και ύψος 4 μέτρων και ζύγιζε 508,3 κιλά, έξι φορές περισσότερο από τον «Σπούτνικ-1». Στο εσωτερικό του είχε ραδιοπομπούς, σύστημα τηλεμετρίας, σύστημα ελέγχου της θερμοκρασίας, έναν πρωτόγονο ηλεκτρονικό υπολογιστή και επιστημονικά όργανα. Το εντυπωσιακό όμως ήταν ότι ο δορυφόρος αυτός είχε και έναν επιβάτη, τη σκυλίτσα Λάικα (όνομα ρωσικής ράτσας σκύλων) σε έναν χωριστό αεροστεγή θαλαμίσκο.

Παρ’ όλες τις ασφυκτικά σύντομες προθεσμίες, ο «Σπούτνικ-2» εκτοξεύθηκε με σχεδόν πλήρη επιτυχία στις 3 Νοεμβρίου. Το «σχεδόν» αναφέρεται στο ότι ο δορυφόρος δεν αποχωρίστηκε από το τμήμα που τον συνέδεε με τον τελευταίο όροφο του πυραύλου-φορέα έτσι ώστε δεν μπορούσε να λειτουργήσει αποδοτικά το σύστημα ελέγχου της θερμοκρασίας. Το αποτέλεσμα ήταν ότι η θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλαμίσκου όπου βρισκόταν η Λάικα ανέβηκε στους 40 βαθμούς και εκτιμάται ότι η σκυλίτσα δεν μπόρεσε να ζήσει περισσότερο από μερικές ώρες, γεγονός που η σοβιετική προπαγάνδα απέκρυψε τότε επιμελώς, από φόβο για τις αντιδράσεις των φιλόζωων. Υστερα από αυτή την επιτυχία ο Κορόλεφ απέκτησε μεγάλη επιρροή στο διαστημικό πρόγραμμα της ΕΣΣΔ και η θέση του ήταν ένα τόσο καλά φυλαγμένο κρατικό μυστικό ώστε ούτε η ίδια η οικογένειά του δεν ήξερε ποια ήταν ακριβώς η δουλειά του.

Η εξαιρετικά ελλειπτική τροχιά του «Σπούτνικ-2» έφερνε τον δορυφόρο ως το ύψος των 1.660 χιλιομέτρων από τη Γη έτσι ώστε αυτός διέσχιζε την εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας Βαν Αλεν, την πρώτη από τις δύο ζώνες ραδιενέργειας που περιβάλλουν τη Γη. Οταν όμως ο δορυφόρος διερχόταν πάνω από τη Σοβιετική Ενωση, βρισκόταν σε χαμηλό ύψος και έτσι οι μετρητές ραδιενέργειας δεν έδειχναν τίποτε το αξιόλογο, ενώ δεν διέθετε και σύστημα μαγνητικής εγγραφής για να στέλνει στη Γη τις μετρήσεις που έπαιρνε όταν δεν είχε οπτική επαφή με τη Σοβιετική Ενωση. Ο δορυφόρος βρισκόταν σε μεγάλο ύψος και μετέδιδε τα υψηλά επίπεδα ραδιενέργειας μόνο όταν διερχόταν πάνω από την Αυστραλία και οι επιστήμονες εκεί είχαν καταγράψει τα σήματά του, οι Σοβιετικοί όμως δεν έδιναν το κλειδί του κρυπτογραφικού κώδικα και οι Αυστραλοί δεν έδιναν τα δεδομένα! Ετσι η τιμή της ανακάλυψης της εσωτερικής ζώνης Βαν Αλεν πιστώνεται στον αμερικανικό δορυφόρο «Explorer-1».

Ο Σπούτνικ-3

Η σειρά των δορυφόρων «Σπούτνικ» έκλεισε στις 15 Μαΐου 1958 με την εκτόξευση του «Σπούτνικ-3». Ο δορυφόρος αυτός ήταν ακόμη μεγαλύτερος από τους δύο προηγούμενους, είχε κωνικό σχήμα με μήκος 3,57 μέτρων και διάμετρο 1,73 μέτρων και ζύγιζε 1.327 κιλά. Στην πραγματικότητα ήταν ένα πλήρες επιστημονικό εργαστήριο που ετοίμαζαν οι σοβιετικοί επιστήμονες από το 1956 αλλά οι καθυστερήσεις στην εξέλιξή του είχαν αναγκάσει τον Κορόλεφ να δοκιμάσει πρώτα την εκτόξευση του πολύ απλούστερου «Σπούτνικ-1». Ενα τόσο πολύπλοκο όργανο είχε πολλές πιθανότητες να παρουσιάσει βλάβες και πράγματι αυτό συνέβη – και μάλιστα δύο φορές. Η πρώτη απόπειρα εκτόξευσης έγινε στις 27 Απριλίου 1958 αλλά ο τελευταίος όροφος του πυραύλου έπαθε βλάβη και ο δορυφόρος έπεσε στη γη από ύψος 15 χιλιομέτρων. Είκοσι ημέρες αργότερα εκτοξεύθηκε με επιτυχία το εφεδρικό αντίγραφο του δορυφόρου, αλλά αυτή τη φορά δεν λειτούργησε το σύστημα μαγνητικής εγγραφής. Ετσι ο «Σπούτνικ-3», που περιφερόταν σε μεγαλύτερο ύψος από τον «Σπούτνικ-2», έχασε με τη σειρά του την ευκαιρία να ανακαλύψει την εξωτερική ζώνη Βαν Αλεν, τη δεύτερη από τις ζώνες ακτινοβολίας της Γης. Συμπερασματικά θα μπορούσε να πει κανείς ότι η σειρά των δορυφόρων «Σπούτνικ» δεν πέτυχε πολλά πράγματα από επιστημονικής πλευράς, είχε όμως σημαντικό αντίκτυπο στη διεθνή κοινή γνώμη, στο πλαίσιο του Ψυχρού Πολέμου εκείνης της εποχής, και σηματοδότησε την απαρχή του ανταγωνισμού των δύο τότε υπερδυνάμεων, των ΗΠΑ και της ΕΣΣΔ, στον διαστημικό χώρο.

Οι πρώτοι πύραυλοι

Ο πύραυλος R-7 που χρησιμοποιήθηκε για την εκτόξευση του «Σπούτνικ-1» ήταν η κατάληξη μιας μακράς αλυσίδας συσκευών που βασίζονταν στο ίδιο φυσικό φαινόμενο, την προώθηση ενός αντικειμένου μέσω της εκτόξευσης καυσαερίων. Οι πρώτες ρουκέτες με στερεά καύσιμα (πυρίτιδα) χρησιμοποιήθηκαν από τους Κινέζους τον 11ο αιώνα μ.Χ. αλλά ακολούθησε μια μακρά περίοδος κατά την οποία δεν υπήρξε κάποια αξιοσημείωτη πρόοδος. Κατά τα τέλη του 19ου αιώνα ο Ρώσος Κονσταντίν Τσιολκόφσκι εισήγαγε την ιδέα των πολυώροφων πυραύλων με υγρά καύσιμα. Ο πρώτος που δοκίμασε να εφαρμόσει στην πράξη αυτές τις ιδέες ήταν ο Αμερικανός Ρόμπερτ Γκόνταρντ το 1926. Η μεγαλύτερη συνεισφορά στην εξέλιξη των πυραύλων ήταν σίγουρα αυτή του επικεφαλής του γερμανικού πυραυλικού προγράμματος κατά τον Β´ Παγκόσμιο Πόλεμο Βέρνερ φον Μπράουν. Οι πύραυλοι V-2 που αυτός σχεδίασε χρησιμοποιήθηκαν ως πολεμικά όπλα, κυρίως κατά της Μεγάλης Βρετανίας, με αξιοσημείωτη αξιοπιστία. Μετά τον πόλεμο οι επιστήμονες της ομάδας του Φον Μπράουν μοιράστηκαν μεταξύ των δύο μεγάλων νικητών, ΗΠΑ και ΕΣΣΔ, και αποτέλεσαν τον πυρήνα των ερευνητικών ομάδων που ανέπτυξαν τα πρώτα μοντέλα πυραύλων που δοκίμασαν οι δύο αυτές χώρες στο τέλος της δεκαετίας του 1950.

Ο διαστημικός ανταγωνισμός

Η εκτόξευση του «Σπούτνικ-1», στις αρχές Οκτωβρίου 1957, προκάλεσε αίσθηση τόσο στην κυβέρνηση των ΗΠΑ όσο και στην αμερικανική κοινή γνώμη. Είχε προηγηθεί, το καλοκαίρι εκείνης της χρονιάς, η δοκιμαστική εκτόξευση του πρώτου διηπειρωτικού πυραύλου από τους Σοβιετικούς, γνωστού με την κωδική ονομασία R-7, που είχε ήδη σημαντικό αντίκτυπο στη στρατιωτική στρατηγική των ΗΠΑ. Για πρώτη φορά οι Αμερικανοί συνειδητοποιούσαν ότι ήταν δυνατόν μια άλλη στρατιωτική μηχανή να πλήξει αμερικανικούς στόχους χωρίς τα πλοία της να πλησιάσουν στις ακτές των ΗΠΑ ούτε τα αεροπλάνα της να πετάξουν πάνω από την ενδοχώρα. Η εκτόξευση του «Σπούτνικ-1», που είχε βάρος 40 φορές μεγαλύτερο από το βάρος του αμερικανικού δορυφόρου που επρόκειτο να εκτοξευθεί με το πρόγραμμα «Vanguard», επιβεβαίωσε με τον χειρότερο τρόπο τους φόβους των Αμερικανών: οι Σοβιετικοί ήταν ικανοί να θέσουν σε τροχιά ένα πυρηνικό όπλο ενώ οι Αμερικανοί όχι.

Η αντίδραση των Αμερικανών ήταν άμεση, αλλά τα αποτελέσματα άργησαν αρκετά να φανούν. Ο πρόεδρος των ΗΠΑ Αϊζενχάουερ ίδρυσε τη NASA και ανέθεσε στη νέα υπηρεσία την ευθύνη της ανάπτυξης διαστημικών προγραμμάτων έξω από το στρατιωτικό περιβάλλον. Παράλληλα ανέθεσε στην ομάδα του Βέρνερ φον Μπράουν να επιδιώξει την εκτόξευση ενός δορυφόρου πέρα από το «επίσημο» πρόγραμμα «Vanguard»ε. Η ιδέα αυτή αποδείχθηκε επιτυχής επειδή η ομάδα του Φον Μπράουν πέτυχε να εκτοξεύσει τον πρώτο αμερικανικό δορυφόρο, τον «Explorer-1», μόλις τον Ιανουάριο του 1958. Ο δορυφόρος αυτός, παρά το μικρό μέγεθός του, είχε μια μεγάλη επιστημονική επιτυχία, την ανακάλυψη της εσωτερικής ζώνης Βαν Αλεν. Χρειάστηκαν όμως αρκετά χρόνια, πολλές ενδιάμεσες αποτυχίες και πάρα πολλά χρήματα ώσπου οι Αμερικανοί να κατορθώσουν να εξουδετερώσουν το πλεονέκτημα των Σοβιετικών στην εξερεύνηση του Διαστήματος, στέλνοντας στα τέλη της δεκαετίας του 1960 τον πρώτο άνθρωπο στο φεγγάρι.

Η ιστορία της κατάκτησης του Διαστήματος μέσα από τον ανταγωνισμό των δύο υπερδυνάμεων εκείνης της εποχής είναι ένα θέμα που σίγουρα θα απασχολήσει τους ιστορικούς και τους οικονομικούς αναλυτές για πολλά ακόμη χρόνια. Εκείνο που μπορεί όμως να πει κανείς με σιγουριά είναι ότι τελικά η βιομηχανική και οικονομική δύναμη των ΗΠΑ κέρδισε τον «πόλεμο» του Διαστήματος με τον ίδιο τρόπο που κέρδισε και τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο: εξαντλώντας οικονομικά τον αντίπαλο.

Αν και ως αρχή της διαστημικής εποχής θεωρείται η πτήση του «Σπούτνικ-1», αξίζει να σημειωθεί ότι ιστορικά είχαν προηγηθεί δύο άλλες περιπτώσεις όπου αντικείμενα κατασκευασμένα από ανθρώπους έφθασαν στη στρατόσφαιρα και άρα με τη σημερινή αντίληψη είχαν εισέλθει στον διαστημικό χώρο. Η πρώτη ήταν κατά τον βομβαρδισμό του Παρισιού το καλοκαίρι του 1918 από ένα γερμανικό υπερ-πυροβόλο, τα βλήματα του οποίου έφθαναν σε ύψος 40 χιλιομέτρων για να πετύχουν το, εντυπωσιακό ακόμη και σήμερα, βεληνεκές των 130 χιλιομέτρων. Η δεύτερη ήταν μια δοκιμαστική πτήση στις 3 Οκτωβρίου 1942 ενός από τα πρωτότυπα των πυραύλων V-2, το οποίο έφθασε σε ύψος 80 χιλιομέτρων. Επειδή όμως σε καμία από τις δύο παραπάνω περιπτώσεις δεν συμπληρώθηκε μια περιφορά γύρω από τη Γη, τα βλήματα αυτά δεν είναι δυνατόν να θεωρηθούν πραγματικές διαστημοσυσκευές.


Οι απώλειες

Η εκτόξευση διαστημοσυσκευών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και οι πιθανότητες βλάβης κάποιου από τα συστήματα κατεύθυνσης, επικοινωνιών ή κλιματισμού είναι δυνατόν να καταλήξουν σε καταστροφή της συσκευής ή των οργάνων και επιβατών που αυτή μεταφέρει. Ετσι δεν θα πρέπει να θεωρείται έκπληξη ότι η εξερεύνηση του Διαστήματος είχε αρκετά ανθρώπινα θύματα. Η αμερικανική πλευρά μετράει ως σήμερα 17 νεκρούς, τρεις κατά την πυρκαϊά που προκλήθηκε στον θαλαμίσκο του «Απόλλων-1» και 14 στις καταστροφές των διαστημοπλοίων «Challenger» και «Columbia». Η σοβιετική πλευρά μετράει ως σήμερα τέσσερις νεκρούς κατά τα δυστυχήματα στα διαστημόπλοια «Σογιούζ-1» και «Σογιούζ-11».


Οι δέκα σημαντικότεροι σταθμοί στην εξερεύνηση του Διαστήματος

* 4 Οκτωβρίου 1958: Πρώτος τεχνητός δορυφόρος της Γης («Sputnik-1», ΕΣΣΔ).

* 12 Απριλίου 1961: Πρώτος άνθρωπος στο Διάστημα (Γιούρι Γκαγκάριν, «Vostok-1», ΕΣΣΔ).

* 26 Ιουλίου 1963: Πρώτος γεωσύγχρονος τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος («Syncom-2», ΗΠΑ).

* 18 Μαρτίου 1965: Πρώτος «διαστημικός περίπατος» («Voskhod-2», Αλεξέι Λεόνοφ, ΕΣΣΔ).

* 1 Μαρτίου 1966: Πρώτη προσεδάφιση σε άλλον πλανήτη («Venera-3» στην Αφροδίτη, ΕΣΣΔ).

* 20 Ιουλίου 1969: Πρώτος άνθρωπος στη Σελήνη (Νιλ Αρμστρονγκ, «Apollo-11», ΗΠΑ).

* 19 Απριλίου 1971: Πρώτος διαστημικός σταθμός («Salyut-1», ΕΣΣΔ).

* 12 Απριλίου 1981: Πρώτο επαναχρησιμοποιήσιμο διαστημόπλοιο («Space Shutle», ΗΠΑ).

* 2 Νοεμβρίου 2000: Πρώτο μόνιμο πλήρωμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ΗΠΑ, Ρωσία, Ιαπωνία, Καναδάς, Ευρωπαϊκή Ενωση).

* 14 Ιουλίου 2004: Πρώτη εκτόξευση ιδιωτικής διαστημικής συσκευής στο Διάστημα («SpaceShipOne», Scaled Composites Inc.)

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.