Sputnik

Sputnik 1 (russisch Спутник für Begleiter) ist von der Sowjetunion am 4. Oktober 1957 auf eine elliptische Umlaufbahn (Flughöhe zwischen 227 und 946 km über der Erdoberfläche) geschossen worden. Dieser erste künstliche Erdsatellit war zwar von der Sowjetunion für den Verlauf des Internationalen Geophysikalischen Jahres (IGY)(1957-58) angekündigt worden, doch rechnete die westliche Fachwelt erst Mitte 1958 mit der Fertigstellung der sowjetischen Entwicklungen. Der Start von Sputnik 1 machte aller Welt klar, dass die Sowjetunion nun in der Lage war, mit ihren Raketen nicht nur „den Weltraum“ zu erreichen, sondern auch jeden Punkt auf der Erde. Die faktische oder auch nur scheinbare Überlegenheit sowjetischen Interkontinentalraketen gegenüber jenen der USA löste in der westlichen Welt ein Gefühl der Bedrohung aus (Sputnik-Schock).

Im Sommersemester 2007 haben Studierende des Studienganges Aviatik die Hintergründe recherchiert und den Start mit Hilfe eines systemdynamischen Werkzeuges simuliert.

Aufgabenstellung

Die Flugbahn von Sputnik 1 soll mit Hilfe der verfügbaren Daten simuliert werden. Gestartet werde vom Äquator aus und die Umlaufbahn soll in die Äquatorialebene zu liegen kommen (zweidimensionale Bewegung). Das Modell ist auf eines erdfesten System zu beziehen.

Das Modell soll folgende Zusammenhänge möglichst korrekt abbilden:

• Impuls- und Massenbilanz
• Wirkung der Triebwerke
• Einfluss der Atmosphäre (Standardatmosphäre)
• Wirkung der Erde (Gravitations-, Zentrifugal- und Corioliskraft)

technische Daten

1. Stufe:

Triebwerk	RD-107-8D74
Schub	4 x 790 kN
Startmasse	4 x 43'100 kg
Leermasse	4 x 3'500 kg
Brennzeit	120 s
spez. Impuls	2452 m/s (Meereshöhe)
spez. Impuls	3003 m/s (Vakuum)

2. Stufe:

Triebwerk	RD-108-8D75
Schub	1 x 745 kN
Startmasse	1 x 95'300 kg
Leermasse	1 x 7'500 kg
Brennzeit	330 s
spez. Impuls	2364 m/s (Meereshöhe)
spez. Impuls	3021 m/s (Vakuum)