Искусственный спутник Земли — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.
4 октября 1957 г. на орбиту Земли был выведен первый искусственный спутник, советский космический аппарат «Спутник-1». Разрабатывался он под кодовым обозначением ПС-1 — «Простейший спутник-1». Это действительно простейший по конструкции шар диаметром около 60 см. Единственное, что умел этот шар, — бибикать, издавать короткие звуки. Но эти звуки стали свидетельством покорения космоса, их ловили все радиоприемники на Земле.
Первый пилотируемый космический аппарат человечества назывался «Восток-1». Было создано еще пять его копий под руководством советского конструктора С. П. Королёва. Если первый «Восток» с Ю. Гагариным на борту совершил только один оборот вокруг Земли, длившийся менее 2 ч, то полет корабля «Восток-5» с В. Быковским продолжался уже около 5 суток.
В 1962 г. начались работы по проектированию ракетно-космического комплекса «Союз». Он стал самым массовым космическим комплексом Советского Союза и России. Уже в 1969 г. состоялись первая стыковка двух пилотируемых кораблей и групповой полет сразу трех кораблей. Модифицированные «Союзы» эксплуатируются до сих пор, в частности модификации «Союз ТМА» и «Союз ТМА-М».
Корпус искусственного спутника изготавливают из жаростойкого металла или композитных материалов. Внутри него содержится все необходимое для функционирования спутника на орбите оборудование. В техническом отсеке в зависимости от назначения спутника могут находиться как научные приборы, так и рабочая аппаратура. Энергосистема вырабатывает электрическую энергию для бесперебойной работы узла управления спутника и установленных на нем механизмов. Большинство искусственных спутников получают энергию от солнечных батарей, преобразующих солнечный свет в электроэнергию.
Топливные баки хранят запас горючего для работы двигательной установки, которая состоит из двигателей двух типов: маршевого и навигационного. Маршевый двигатель позволяет спутнику изменить орбиту полета, например подняться выше. Навигационный двигатель ориентирует спутник в космическом пространстве. Например, он может развернуть спутник так, чтобы антенны «смотрели» в нужном направлении. С помощью системы связи наземная команда управления способна запрашивать информацию со спутника и наблюдать за его состоянием. Многими спутниками можно управлять с Земли для выполнения различных задач — от смены орбиты до перепрограммирования бортового компьютера.
Первые искусственные спутники Земли выводила в космос ракета-носитель «Спутник». Ракета представляет собой гигантский «снаряд» высотой с небоскреб, наконечник которого — космический аппарат. Весь этот межпланетный «небоскреб» — не что иное, как сложнейшая система двигателей и топливных баков. Их предназначение — набрать скорость, позволяющую ракете со спутником преодолеть земное притяжение.
Полет в космос — сложнейшая задача для ученых и инженеров. Нужно точно рассчитать орбиту космического корабля с учетом скоростей Земли, Луны и Солнца. Необходимо построить ракету, которая неминуемо погибнет. При взлете эта ракета потратит уйму топлива. Все это сложно и очень дорого. Зачем же мы тратим свои усилия, знания и деньги на полеты в космос? Уже несколько десятилетий на Земле действует система GPS (от англ. Global Positioning System — «система глобального позиционирования»). Это система определения собственного местонахождения по сигналам со спутников.
GPS дает возможность путешествовать на личном автомобиле по незнакомым странам и городам. Имея на руках приемник GPS, можно в точности знать, по какой улице и мимо какого здания ты проезжаешь. Огромна роль GPS и в международной торговле. С помощью этой системы ориентируются в Мировом океане грузовые и пассажирские суда, а также авиалайнеры.