[인공위성] 스푸트니크

 

세계 최초의 인공위성 스푸트니크에 대해서 알아보자 

 

 

스푸트니크 1호 Sputnik 1

• 발사일 : 1957년 10월 4일
• 종료일 : 1958년 1월 4일 (임무 수행 후 대기권 재진입)
• 국가 : 소련(러시아)
• 무게 : 83.6kg 
• 궤도 : 약 215km ~ 939km(900km 지구상공)
• 발사체 : R-7로켓(세계최초 ICBM)기반 
• 크기 : 지름 58cm의 구형 본체, 길이 2.4m의 안테나 4개 장착 
  • 4개의 안테나로 96.2분 간격으로 전파 신호음 지구에 전달 

 

** ICBM : 대륙 간 탄도 미사일 

 

 

 

특징 및 목적 

1. 세계 최조 인공위성
    인류 역사상 처음으로 지구 궤도에 올린 인공위성
2. 구형 디자인 
    공기저항을 최소화하고 제작을 단순화하기 위해 지름 58cm 구형으로 제작 
3. 라디오 신호 송신 
   20.005MHz와 40.002MHz 두 개의 주파수로 전파 신호 송신(지상에서 수신 가능) 
4. 대기밀도 측정 실험 
    신호 세기 변화를 통해 상층 대기 밀도를 추정하는 실험 수행 
5. 전자기장 영향 분석
    지구의 전리층, 자기장 특성을 간접적으로 관측 
6. 우주경쟁 시대 개막 
    미국과의 '스푸트니크 쇼크'로 이어짐 

 

 

왜 3개월만에 대기권으로 떨어졌을까 ?

: 스푸트니크 1호는 영구궤도에 오르는 것이 아니라, 시간이 지나면 대기권으로 재진압하도록 설계 

 

재진입(추락)원인 

1. 공기저항(Drag) 
   • 고도 200 ~ 900 km 사이에서 지구 대기는 매우 희박하지만 완전한 진공은 아님
   • 인공위성이 지구를 돌면서 미세한 공기 저항을 꾸준히 받음 → 속도 감소
   • 속도가 줄어들면서 궤도 고도가 점점 낮아져 결국 지구 대기권으로 재진입 
2. 초기 위성의 한계
   • 고체 연료만 사용 
   • 궤도 조정 장치 없음(지속적인 추진 불가)
   • 궤도 보정이 불가능해 자연스럽게 지구로 끌려옴 
3. 열과 마찰에 의한 소멸 
   • 대기권 재진입 시 마찰열로 대부분 소각
   • 지상에 파편이 도달하지 않고 완전히 연소 

 

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러시아어로 '동행자'라는 뜻을 가진 스푸트니크 1호는 3개월간 짧은 비행을 했지만 

 우주경쟁 촉발, 과학·기술 혁신(궤도역학, 전파통신, 대기 연구)에 있어 실험적 데이터를 확보했다. 

또한 인류가 우주 시대에 진입했다는 상징적인 사건으로 기록되어 큰 영향을 남겼다.

 

 

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세계 최초 동물 우주비행사 '라이카'

스푸트니크 2호 Sputnik 2

• 발사일 : 1957년 11월 3일 
• 종료일 : 1958년 4월 4일(162일간 임무, 이후 대기권 재진입)
• 국가 : 소련(러시아) 
• 무게 : 508.3 kg 
• 궤도 : 근지점 225km, 원지점 1671km(타원궤도)
• 발사체 : R-7로켓 개량형
• 크기 : 원뿔형 구조(높이 4m, 직경 2m)

 

특징 및 목적 

• 세계 최조 생명체 우주 비행 실험(개 '라이카' 탑승)
• 온도, 심장박동, 혈압 등의 생체 데이터 송신 
• 생명체가 우주 공간에서 생존 가능한지 실험 
  → 인류 유인 우주비행의 초석 
• 궤도 수정 불가로 라이카는 임무 종료 후 생존하지 못함 
• 위성 자체는 162일간 궤도에 머문 뒤 대기권에서 소멸 

 

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스푸트니크 3호 Sputnik 3

• 발사일 : 1958년 5월 15일 
• 종료일 : 1960년 4월 6일(약 692일)
• 국가 : 소련(러시아)
• 무게 :1327Kg(1톤 이상) 
• 궤도 : 근지점 228km, 원지점 1881km (타원궤도) 
• 발사체 : R-7 로켓 개량형 
• 크기 : 원뿔현 대형 구조(높이 3.57km, 직경 1.73m)

 

특징 및 목적 

• 대형 과학 실험 위성으로 설계
  최조의 우주 실험실 개념 
• 12종의 과학 장비 탑재 
  지구 방사선대(Van Allen belt), 우주 방사선, 대기압, 자기장, 유성체 탐지
• 우주 환경 데이터를 체계적으로 수집해 이후 우주선 설계에 활용