A Szputnyik–1 (oroszul: Спутник-1), vagy más jelzéssel PSZ–1 (PSZ – Prosztyejsij Szputnyik) szovjet műhold. Ez volt a Szputnyik-program és egyben a Föld első műholdja, az első űreszköz, amelyet a világűrbe juttattak. 1957. október 4-én állították pályára Bajkonurból Szputnyik 8K71 típusú hordozórakétával. Alacsony pályája miatt három hónap után megsemmisült a légkörben.
Szovjet tudósok egy csoportja Szergej Koroljov rakétakonstruktőr vezetésével javasolta a Szovjetunió Kommunista Pártjának egy ember alkotta tárgy világűrbe juttatását, afféle technológiai demonstrátor-eszközként. Amikor Dwight D. Eisenhower elnök is bejelentette az Egyesült Államok ez irányú szándékát, a terv engedélyt kapott, sőt prioritást, hogy a Szovjetunió megelőzhesse teljesítményével az ideológiai ellenlábas szuperhatalmat. A terv középpontjában nem a műhold, hanem az azt pályára állítani képes hordozórakéta volt. A Szovjetunió az 1950-es évek közepén kifejlesztette az R–7 Szemjorka nevű interkontinentális ballisztikus rakétát, amely paramétereiben alkalmasnak mutatkozott egy maximum 1,4 tonnás tárgy Föld körüli pályára állítására. Ezt a rakétát kellett átalakítani katonai eszközből űrrakétává, illetve megteremteni a starthoz szükséges infrastruktúrát. Ez utóbbira a Kazahsztán területén elterülő sivatagban levő Tyuratam városka melletti területet szemelte ki az ezt koordináló állami bizottság, és megalapították a mai bajkonuri űrrepülőtér elődjét. Biztonsági okokból nem Tyuratamról, hanem a 320 km-re fekvő apró bányászfaluról nevezték el.
Az elsőként felbocsátandó űreszköz az előzetes tervek szerint egy nagy, bonyolult eszköz lett volna, ám a tervezési és kivitelezési idő lerövidítése okán Koroljov egy alternatívát ajánlott: kisebb és lényegesen leegyszerűsített változatot, melyet végül az illetékesek el is fogadtak. Ez a verzió lett a PSZ, azaz Prosztyejsij Szputnyik. Rövid előkészítés után – és megbizonyosodva arról, hogy az amerikaiak előtt tudják elvégezni a startot – a Koroljov által vezetett OKB–1 felkészítette a startra az R–7/PSZ–1 űrszerelvényt, melyet 1957. október 4. 19:28:34-kor UTC (moszkvai idő szerint: 22:28:34) indítottak útjára. A műhold a rakéta kisebb hibája ellenére 223*950 kilométeres ellipszispályára állt, mely a hiba miatt kb. 500 km-rel alacsonyabb földtávolponttal rendelkezett, mint az eredetileg tervezett. A műhold egyetlen rádióadót vitt magával, amely folyamatosan „bip-bip-bip” csipogó jeleket sugárzott 1 watt teljesítménnyel két különböző frekvencián. Eme rádiójel vételéből és analíziséből tudtak a szakemberek a körülményekre következtetéseket levonni.
A szovjet bejelentést, majd a műhold radaron, rádión keresztül történt bemérését követően a nyugati országokban valóságos pánik tört ki. A szovjet (hátsó) szándék, hogy közöljék a világgal: a világ bármely pontját képesek elérni valamely (atom)fegyverrel, pontosan célba talált. A visszavágást sürgető közvélemény nyomására Eisenhower elnök egy sor intézkedést tett, amelyek lényegében amerikai részről a történészek által űrverseny néven említett eseménysor kezdeti lépéseinek tekinthetők. Előbb az USA maga is saját műholdat bocsátott fel (Explorer–1), majd a szovjet sikerek ellensúlyozására megalapították a NASA-t, amelynek feladata olyan űrteljesítmények végrehajtása lett, amely által az USA maga mögé utasíthatta (űr)technológiai téren a Szovjetuniót.
Előzmények
A második világháborút követően mindkét nagyhatalom hadizsákmányként kezelte a Német Birodalomtól birtokukba került technikai találmányokat, köztük kiemelt helyen a V–2 rakétákat is. Az amerikaiak Wernher von Braunt és több tucatnyi vele dolgozó mérnököt telepítettek át az Egyesült Államokba, míg a szovjetek kezébe közel 100 vagonnyi rakétaalkatrész, vagy többé-kevésbé összeszerelt V–2 tartozék került, jó néhány hadifogoly rakétamérnökkel együtt. Ezeken az alapokon a hidegháborúban mindkét fél nagyarányú rakétafejlesztésbe fogott. Mind az Egyesült Államokban, mind a Szovjetunióban a V–2 továbbfejlesztése folyt, amelynek eredményeként jött létre az első szovjet interkontinentális ballisztikus rakéta az R–7. A rakéta tervezésének vezetője, Szergej Koroljov vetette fel az ötletet – amelyet a program gazdái, a hadsereg vezetői élesen elutasítottak –, hogy használják fel a rakétát egy űrkísérlethez. Az ötlet azon alapult, hogy az atomtölteteket célba juttató rakétatechnika titkos ugyan, de egy békés célú rakétaindítással meg lehet üzenni a világnak a pusztítóképesség, a fenyegetés mibenlétét. Koroljov ötletét a Szovjetunió Kommunista Pártjának vezetése felkarolta és titkos programként engedélyezte a kísérletet.
Koroljov 1954. december 17-én adta be hivatalosan indítványát Dmitrij Usztyinov védelmi ipari miniszternek, amelyben egy lehetséges mesterséges hold fejlesztését vetette fel. A rakétatudós a fejlesztési ötletet Mihail Tyihonravov – egy másik vezető rakétatudós – jelentéseivel támasztotta alá, miszerint más országokban is hasonló kísérletek folynak, és a rakétafejlesztések folyamatának egyik elkerülhetetlen lépcsőfoka egy Föld körüli pályára állított eszköz indítása. A javaslattevő csoport harmadik tagja Msztyiszlav Keldis volt, aki a nukleáris fegyverek, majd a rakéták elméleti, matematikai problémáival foglalkozott abban az időben. A javaslat megválaszolatlan maradt egy ideig.
Amerikában Dwight D. Eisenhower elnök 1955. július 29-én bejelentette, hogy országa a nemzetközi geofizikai év 1957. július 1 – 1958. december 31. közötti eseménysorozatának keretében egy műholdat, egy ember alkotta objektumot fog Föld körüli pályára bocsátani. Az amerikai elnök bejelentése gyújtózsinórként hatott a szovjet politikai döntéshozókra: a több mind fél éve az asztalukon fekvő Koroljov–Tyihonravov–Keldis-féle indítványt Leonyid Szedov négy nap alatt a Szovjetunió Kommunista Pártja elé vitte, majd 1955. augusztus 8-án – teljes titoktartás mellett – a Párt Központi Bizottsága is elfogadta a javaslatot, hogy készüljön egy műhold, amelyet később a Szovjetunió az űrbe bocsáthat.
„Objekt–D” 1956 január 30-án a Szovjetunió Minisztertanácsa 149-88SZSZ számú határozatban elrendelte egy műhold, az „Objekt-D” néven említett eszköz fejlesztését. Az eszköz azért kapta a „D” jelölést, mert az orosz ábécé A, B, V, G betűi már foglaltak voltak a hordozásra kiszemelt R–7 interkontinentális ballisztikus rakéta rakományaiként megjelölt atomtölteteknek. A műhold hordozására javasolt R–7 rakéta paraméterei alapján az eszköz dimenzióit is kijelölte a határozat: 1000 és közé kellett essen a tömege, amelyből a hasznos tudományos felszerelés 200- közötti tömegű lehetett. A határozat leglényegesebb pontja az volt, hogy kiírta a feladatot, megnevezve a részfeladatok felelőseit:
A projekt általános menedzsmentjéért és az űrhajó tudományos eszközeiért felelős: Szovjet Tudományos Akadémia (személyi felelősök: Nyeszmejanov, Topcsijev és Keldis) A műhold fellövéséhez szükséges hordozórakéta fejlesztésének felelőse: az OKB–1 a Védelmi Ipari Minisztérium felügyelete alatt (személyi felelősök: Usztyinov, Vetoskin) Repülésirányítási rendszer, rádió és telemetriai rendszer fejlesztéséért felelős: a Rádióipari Minisztérium (személyi felelősök: Kalmikov és Vlagyimirszkij) Giroszkópok fejlesztésének felelőse: Hajóépítésügyi Minisztérium (személyi felelős: Noszenko) Földi mozgatásért, szállításért, üzemanyag feltöltésért és felbocsátás műszaki hátteréért felelős: Gépipari Minisztérium (személyi felelősök: Szmeljakov és Parsin) Felbocsátásért felelős: Védelmi Minisztérium (személyi felelős: (Zsukov) Nyomon követésért felelős: Repülőgépipari Minisztérium (Gyementyjev) Az Objekt-D munkáinak irányításáért és koordinálásáért felelős: a Minisztertanács Különbizottsága (személyi felelős: Rjabikov)
A határozat azokat a tudományos témákat is megnevezte, amelyeket a felbocsátandó műhold által végzett kísérleteknek érintenie kellett: Geofizika: a gravitációs és mágneses mezők, a Föld alakjának tanulmányozása, az ionoszféra kutatása és annak hatása a rádióhullámok terjedésére, valamint a felső légkör szerkezetének feltárása Fizika: az űrbéli sugárzás tanulmányozása, valamint a relativitáselmélet hatásainak megfigyelése Biológia: a hosszabb világűrbeli tartózkodásnak az élő szervezetekre gyakorolt hatásainak megfigyelése Csillagászat: a Nap tanulmányozása, valamint a meteorbecsapódások veszélyének felmérése, illetve a földfelszín fényképezése
A dokumentum felhatalmazást adott arra, hogy a munka során szabadon felhasználják „más eszközök” – értsd: a szintén fejlesztése alatt álló és az R–7-en alkalmazni kívánt harci robbanófejek – alkatrészeit és komponenseit annak érdekében, hogy időt és erőforrásokat takarítsanak meg. A fejlesztések már a kezdetektől fogva két irányvonalat követtek. Egyrészt a határozat az Objekt–D gyártása mellett elrendelte egy Objekt–OD jelű szerkezet előtanulmányainak elkészítését, ahol az O betű az „orientyirujemij” kifejezés rövidítése volt, azaz irányítható, manőverezhető űreszköz fejlesztését takarta, amelynek nyilvánvaló célja az volt, hogy a műholdat vissza lehessen irányítani a keringésből a Földre, azaz vissza tudjon térni, amely az embert szállító űrhajó alapvető igénye volt. A másik fejlesztési irány pedig az Objekt–MPSZ (M: Malij azaz kis) volt, amelyet a határozat kidolgozói egy előző tervvázlatból vettek át, és amely egy kicsi, egyszerű műhold fejlesztését célozta, elsősorban időtakarékossági megfontolásokból.
Egy hónap múltán a döntéshozók számára a projekt kilépett az ötletek és dokumentumok mögül, és testet öltött, amikor Nyikita Hruscsov pártfőtitkár 1956. február 27-én ellátogatott Podlipkibe, az OKB–1 főhadiszállására, Szergej Koroljovhoz. A főkonstruktőr bemutatta a politikusnak és kíséretének az eszközöket – így az R–7 Szemjorka egy életnagyságú makettjét, valamint egy műhold-tanulmányt a maga furcsa kialakításával. A bemutató hangsúlya az interkontinentális rakétán volt és annak azon képességén, hogy az USA immár elérhető volt a Szovjetunió számára az új atomfegyvereivel, amely nagy elégedettséggel töltötte el e pártfőtitkárt, és kíváncsivá tette a másik projekt, a műhold iránt is, amellyel nyíltan megüzenhették az ellenlábas nagyhatalomnak a képességüket a „távolsági bombázásra”. Hruscsov boldogan adta áldását a projektre.
Az Objekt–D-re vonatkozó műszaki követelmények első tételeit 1956 februárjában adták ki a felelősök, míg 1956. június 14-én Koroljov is kiadta a maga listáját, hogy hány helyen és miképpen kell módosítani az R–7-est, hogy az magával tudja szállítani az Objekt–D-t. 1956 júliusára elkészült a műhold előzetes terve is. 1956. szeptember 14-én Koroljov ellátogatott a Szovjet Tudományos Akadémia elnökségi ülésére, ahol Keldis vázolta a műhold program tudományos részére vonatkozó terveket. Az eredeti elképzeléseket tekintve ezeknek az összegzését már augusztusban le kellett volna adnia az Akadémiának, ám a szeptember közepén tett látogatáson Keldis csak ígérni tudta, hogy hamarosan elkészülnek vele. Persze magával a műholddal kapcsolatosan is csúszások voltak tapasztalhatók: a prototípust 1956 októberére kellett volna előállítani, ám erre is csak novemberre szólt az ígéret, hogy kész lehet.
„Objekt–PSZ”
Az Objekt–D projekt csúszásait látva Koroljov egy új tervvel állt elő. 1956. november 25-én az OKB–1-en belül megbízta egyik mérnökét, Nyikolaj Kutyirkint, hogy lásson neki egy új, kisebb és egyszerűbb műhold tervezésének amelyhez a matematikai számításokat egy másik ifjú mérnök, Georgij Grecsko – későbbi űrhajós – végezte el. A kisebb szatellitek – mindegyik maximum tömegű volt – terveivel a kezében Koroljov 1957. január 5-én engedélyt kért két kisebb műhold felbocsátására. A műholdak a PSZ–1 és PSZ–2 jelzést kapták (PSZ – Prosztyejsij Szputnyik = Legegyszerűbb műhold), és a javaslat szerint az 1957 április-június időszakban kellett sort keríteni a startjukra, még a nemzetközi geofizikai évet – és a bejelentett amerikai kísérletet – megelőzően.