(İleri - Bilim) SSCB tarafından uzaya gönderilen ve Dünya’nın ilk insan yapımı uydusu olan Sputnik-1’in fırlatılışının 57. yıldönümde uydunun geliştirilmesinin hikayesini tekrar hatırlıyoruz.

Uydunun tarihçesi

Sovyetler Birliği’nde uzay uçuşu üzerine çalışmalar ise 1948 yılında, R-1, R-2 ve R-5 roketlerinin dikey olarak gökyüzüne fırlatılmasıyla başlatıldı. Bu fırlatmalar sırasında roketler 100km ile 500km arasında değişin yüksekliklere fırlatılıyor ve bu konumlarda Dünya’nın fotoğraflanması, Güneş’ten yayılan morötesi ve x ışınların ölçümü, iyonosferin analizleri, hayvanlar üzerinde çalışmalar ve atmosfere tekrar giriş araçlarının test edilmesi gibi deneyler gerçekleştiriliyordu. Ancak bu deneyler etrafında fırlatılan roketlerin uzayda en fazla 10 dakika kadar bir zamanı oluyordu.

Sputnik’in gelişiminde ve aynı zamanda da 50’li ve 60’lı yıllarda SSCB’nde gerçekleştirilen bilimsel araştırmalarda özellikle üç önemli bilim insanının etkisi öne çıkar. Bu isimler, uzay çalışmalarının yöneticisi Sergey Korolyev, nükleer teknolojilerin yöneticisi İgor Kurçatov ve Sovyet Bilimler Akademisi’nin yöneticisi ünlü matematikçi Mstislav Kyeldish’tir.

Korolyev, Kurçatov ve Keldysh

Roketler ile yapılan deneylerin ardından 1954 yılının Mart ayında, Keldysh, Korolyev ve Tikhonravov Dünya’nın yörüngesine bir uydu yerleştirme fikrini tartışmaya başladılar ve iki ay sonra Sovyet hükümetine, 1 Temmuz 1957 ile 31 Aralık 1958 arasında gerçekleştirilmesi öngörülen Uluslararsı Jeofizik Yılı etkinliği öncesinde, özellikle ABD’den önce, Dünya yörüngesine bir uydu fırlatılmasının gerekli olduğuna dair bir rapor sundular. Projenin kabul edilmesiyle Keldysh, yörüngeye yerleştirilecek otomatik laboratuvarın planlanmasından sorumlu komisyonun başına geçti. Tikhonravov ise OKB-1 araştırma merkezinde D-Nesnesi adı verilen ve 1 tondan daha ağır olacak büyük ve karmaşık bir uydunun tasarımından sorumlu bir takımın yöneticiliğine geldi.

Daha sonraları Sputnik-3 adını alacak olan D-Nesnesi isimli uydunun geliştirilmesi sürecinin yavaş ilerlemesi ile birlikte Korolyev, 1956 yılının Kasım ayında ABD’nin daha önce uzaya uydu gönderme ihtimaline karşın, yönettiği tasarım ekibine iki küçük ve basit uydu projesi üzerinde düşünmeleri talimatını verdi. 1957 yılının Şubat ayında projelerden biri kabul edilerek, Mikhail Khomyakov yönetimindeki bir tasarım ekibi tarafından uygulamaya konuldu.

Uyduyu yörüngeye taşıyacak olan R-7 roketi üzerinde yapılan geliştirme işlemleri ise 22 Eylül 1957 tarihinde tamamlanmasının ardından Sputnik-1, 4 Ekim 1957 tarihinde Baykonur Uzay Üssü’nden fırlatıldı. Sorunsuz bir şekilde yörüngeye yerleşen ve radyo sinyallere göndermeye başlayan Sputnik-1, 4 Ocak 1958 tarihine kadar yörüngede kalarak Dünya’nın etrafında 1440 defa döndü.

“Sputnik 1957 yılında Sovyetler Birliği tarafından yörüngeye oturtulduğunda İkinci Savaş biteli henüz 12 yıl olmuştu. Savaşta 20 milyon insanını kaybeden sosyalizm, insanlığı yeni bir evrene açmayı bu kadar kısa sürede başardı.

Sputnik bilim adına elde edilmiş, insanlığın gelişimine damgasını vuran büyük bir ilerlemedir. Teknik bir başarıdan çok, tüm toplumun sosyalizm sayesinde gerçekleştirdiği ortak bir başarıdır. Yeni bir dünyanın simgesi olmayı en fazla hak eden, yeni bir dünyanın yolunu açan...”*

Uydunun sahip olduğu teknoloji ve tasarım: mekanik tasarımı

Sputnik-1 Sovyet biliminsanları Mikhail Khomyakov ve Maksim Khramov önderliğinde tasarlanmıştır. Günümüz uydularından farklı olarak çapı 585 mm olan bir küre şeklindeki Sputnik, iki farklı yarım küresinde toplam 36 adet civata ile birbirine bağlanmış bunun yanında iki küre arasında iç ve dış basınç farkından dolayı oluşacak sorunları engellemek amacıyla sızdırmazlık elemanlarından faydalanılmıştır.Toplam ağırlığı 83,6 kg olan Sputnik-1‘de gelişmiş ve çağının ilerisinde malzeme teknolojileri kullanılmıştır. Kullanılan malzeme teknolojisi sayesinde hem tasarımın hafif olması hem de uydunun uzayın ve atmosferin zorlu koşullarına karşı yüksek dayanıma sahip olması sağlanmıştır. Sputnik-1’i oluşturan kürelerin her biri 2mm kalınlığındaydı ve 1mm kalınlığında alüminyum-magnezyum-titanyum alaşımından oluşmaktaydı. Bu alaşım uydunun ısıl kalkanı görevini üstlenmesi için kullanılmış aynı zamanda da uydunun dünyadan takip edilebilmesi için ısıl kalkanın yüzeyi parlatılarak güneş ışınlarını maksimum seviyede yansıtması sağlanmıştır. Sputnik-1’de toplam 2 adet çiftli olmak üzere 4 adet anten bulunmaktaydı. Boyları 2,4 ve 2,9 metre arasında değişen bu antenler SSCB‘in önde gelen araştırma merkezlerinden olan OKB-1’de Mikhail Krayushkin tarafından tasarlanmışlardı. Anten’ler veri yayılımının neredeyse küresel olmasını sağlayacak şekilde tasarlanmış ve bu ileri teknoloji küresel yayılımı sağlayan anten sistemi sayesinde uydunun çalışması sırasında Dünya etrafında dönmesi ve veri iletişim açısının değişmesi ile beraber karşılaşılacak problemler en aza indirilmişti.

Uydunun sahip olduğu teknoloji ve tasarım: enerji sistemi

Sputnik-1’in güç kaynağını ağırlığı 51 kg ağırlığa sahip gümüş-çinko bataryası oluşturmaktaydı. S.Lideronko önderliğinde Moskova’da bulunan VNIIT‘de tasarlanmış olan bu güç kaynağı, uydu fırlatma aracından ayrıldığı sırada bir sensör yardımıyla devreye giriyordu. Bataryalar toplam 22 gün süreyle güç üretebilecek şekilde tasarlanmışlardı.

Uydunun sahip olduğu teknoloji ve tasarım: iletişim sistemi

Sputnik 1’in içerisinde N.Lappo önderliğinde tasarlanan 1 watt güce sahip ve ağırlığı 3,5 kg olan bir radyo vericisi bulunuyordu. Uydunun gönderdiği radyo sinyallerinin analizi ile iyonseferdeki elektron yoğunluğu hakkında bilgi toplanabiliyordu. Uydunun iç basıncı ve sıcaklığı da yine aynı radyo vericisinin yaydığı sinyallerle Dünya’ya iletiliyordu.

Uydunun sahip olduğu teknoloji ve tasarım: ısı ve basınç kontrol sistemi

Uydunun içerisindeki sıcaklık sistemlerin çalışabilmesi için önemli olduğundan , ikili sıcaklık kontrol sistemi tasarlanmıştı. Sıcaklık 50 derecenin üstüne veya 0 derecenin altına düştüğü anda uydu içerisindeki soğutucu fanlar devreye giriyor veya kapanıyordu. Uydunun içerisinde atmosterik basıncın yaklaşık 1,3 katı basınca sahip nitrojen gazı bulunmakta ve bu gazın basıncı bir sensör tarafından ölçülmekteydi. Bu basınç ölçümünün amacı uyduya herhangi bir madde çarptıktan sonra uydunun çeperi zarar gördüyse gazın boşalmasıyla oluşacak basınç düşümünü (1.3 atm’nin altına düştüğü anda) merkeze bildirmekti. Uydu bu ölçüm bilgisini radyo sinyalinin vuruşunu değiştirerek haber vermekteydi. Uçuşu boyunca Sputnik-1’den iç basınç düşüm sinyali alınamadığından uydunun delinmediği kanıtlanmış, aynı zamanda da gelecekte yörüngeye gönderilecek uydular için Sputnik-1’in izlediği yörüngenin güvenli olduğu gösterilmiştir.

Fırlatma aracının sahip olduğu teknoloji ve sistem.

Sputnik Roketi yani Sputnik-1 uydusunu taşıyan roket Sergey Korolyov tarafından OKB-1’de R-7 Semreyoka kıtalar arası balistik füzesinin teknolojisi kullanılarak tasarlanmıştır. Yeni tasarlanan bu roket, R-7’e oranla daha ileri titreşim görüntüleme ve ölçüm sistemlerine sahipti. Bir roketin atmosfer dışına çıkarken yerçekimi kuvvetini yenmesi gerektiğinden R-7’ye oranla ağırlığı çok daha azdı. Aynı zamanda daha az batarya kullanılması ve savaş başlığına ait sistemlerin çıkarılmasıyla birlikte roketin ağırlığı toplamda öncüsü olan R-7’ye göre yaklaşık 8 ton azaltılarak 272 tona düşürülmüştü. Ateşleme anında ise roketin itki sistemi toplamda 398 tonluk itme kuvveti yaratarak R-7/Sputnik roketinin yükselmesini sağlamaktaydı. İki aşamalı ve uzunluğu yaklaşık 28 metre olan roketin uçuş sırasındaki hareketi yer teleskobu ve radar sistemleri tarafından sürekli izlenmekteydi. Sputnik-1 roketinin başlığı içerisinde taşınmış, Sputnik-1‘in roketten ayrılma süreci i.in yine OKB-1’de görev yapan G. Ivanosky tarafından tasarlanmıştır.

R-7 / Sputnik

Uydunun Dünya’dan izlenmesi için kullanılan teknoloji .

Uydunun ilk konumu fırlatma aracından ayrıldıktan sonra nonogram kullanılarak hesaplanmış olup uydunun deniz seviyesinden yükseliği ise yaklaşık 250 km olarak belirlenmiştir. Dünya yüzeyinde radar,optik enstrümanlar ve iletişim sistemleri ile donatılmış toplam yedi adet izleme istasyonu kullanılarak uydunun verileri işlenmiştir. İzleme merkezler arasındaki iletişim ise telegraf kullanılarak sağlanmış ve toplanan veriler merkezi kontrol kompleksindeki balistik füze izleme uzmanları tarafından değerlendirilmiştir. Daha sonraları ise bu kompleks, Sovyet Görev Kontrol Merkezi’nin temellerini oluşturmuştur. Batıda ise uydu amatör radyo operatörleri tarafından gözlemevleri kullanılarak izlenmiştir.

Sputnik-1 ve fırlatma aracındaki yerleşiminin teknik detayı

(*) Dizdar, A. (ed); Bilim üzerine Marksist tartışmalar. Marksizm bilime yabancı mı? Yazılama, 2014.