*** Spoutnik 1. ***

Spoutnik 1
 
L'ÉMETTEUR DU PREMIER SAT (satellite artificiel terrestre)
par B. Stepanov, RU3AX, Moscou.

Le lancement par l'URSS du premier satellite artificiel de la Terre le 4/10/1957 a été sans aucun doute un événement mondial. Les journaux et magazines, radio et télévision du monde entier parlaient de cet événement comme sensationnel. Le premier appareil créé par l'homme a quitté l'attraction terrestre et a ainsi ouvert une nouvelle ère dans la conquête de l'espace.

Personne ne gardait secret le fait que cela se produirait. L' "année mondiale de géophysique" avait lieu du 01/07/57 au 31/12/58. Les USA et l'URSS avaient annoncé à l’avance que le lancement de satellites artificiels était planifié dans ce cadre. Mais à cette époque, c’était pour  la majorité des gens une abstraction, et les 'mass media' de l'époque ne prêtaient aucune attention à d’hypothétiques lancements futurs.
Cependant, les deux pays s'y préparaient de façon intensive. Il y avait beaucoup de questions techniques et d'organisation à résoudre, parmi lesquelles (et non la moindre) celle de la preuve de la mise en orbite de manière fiable et compréhensible même pour les non spécialistes. C'était un facteur de compétition essentiel entre les deux pays.
La réception des signaux 'cosmiques' venant de l'émetteur de bord du satellite était essentielle pour convaincre le vaste public du monde entier.
Fin 1956, une décision a été prise d'associer les radioamateurs à la surveillance des signaux du premier SAT. L'allusion fut faite dans le numéro de janvier 1957 du magazine 'Radio' : « Il faut mobiliser les radioamateurs pour la réception des signaux provenant du satellite ». Et à partir du numéro de juin, il y eut des publications concernant l'orbite supposée du satellite, les détails techniques concernant la réception des signaux, les instructions pratiques concernant la technique de surveillance. Un appel officiel de l'Académie des Sciences aux radioamateurs  a été publié en juillet. Ensuite, il y eu une pause : l’attente du lancement du premier SAT.
Naturellement, les professionnels surveillaient aussi le lancement, mais ce sont les radioamateurs qui ont signalé à Moscou les premières réceptions de signaux du SAT, et par conséquent la réussite de sa mise en orbite.
Bien sûr, les radioamateurs étaient non seulement intéressés par les caractéristiques techniques des émetteurs installés sur le premier satellite, mais également par tous les détails concernant ces émetteurs. Mais cette information, ainsi d’ailleurs que toute autre information concernant les satellites, était classée secrète. L'intérêt concernant le schéma des appareils de bord est réapparu à l'approche du 50ème anniversaire du lancement. Ce schéma et la description de l'émetteur sont même parus sur Internet, mais on peut le dire avec certitude, cela n'avait pratiquement rien à voir avec l'émetteur du premier SAT.
Les appareils radio du premier SAT ont été fabriqués par l'usine qui s'appelle maintenant OAO Systèmes spatiaux russes (anciennement NII-885). Cette société, créée en 1946, est un des fondateurs des équipements spatiaux russes.
L'article 'Constructeur principal' de G. Tchliantz et B. Stepanov, publié dans le numéro de février 2011 de la revue 'Radio', est consacré au constructeur en chef M. S. Riasanski, qui a dirigé l'élaboration de plusieurs systèmes radiotechniques spatiaux.
L'année dernière, OAO 'Systèmes spatiaux russes' a publié le compte rendu de l'élaboration de la station radio de bord du premier satellite artificiel, dont la photo figure en première page de cette revue. Dans ce compte-rendu figurent les données de construction et les tests terrestres de l'appareillage radio. Le compte rendu original date de 1958.
Une grande partie est consacrée au choix des fréquences optimales pour l'émetteur et sa puissance, en fonction des données de l'époque concernant l'ionosphère terrestre. Il est à noter que ce matériel a paru en tant que 'vulgarisation scientifique' en juillet 1957 !
Sans rentrer dans les détails, notons que les résultats d'analyse montraient que dans les pires circonstances la fréquence de l'émetteur ne doit pas être inférieure à 15 MHz. A cette époque la  station réceptrice travaillait aux alentours de 20 MHz, c'est pourquoi cette fréquence a été choisie pour l'émetteur principal. Une fréquence plus élevée aurait été préférable, mais les moyens existants de réception jusqu'à 60 MHz n'assuraient pas la précision suffisante, c'est pourquoi la fréquence de 40 MHz a été choisie pour l'émetteur secondaire.
Les calculs ont montré que  les signaux d'un émetteur d’une puissance de 1 W pouvaient certainement être reçus sur la Terre par des récepteurs ayant une sensibilité de 5 microvolts. Le schéma d'un émetteur de fréquence 20 MHz est représenté fig. 1 (première page). L'émetteur est constitué de trois lampes 2P19B. Le deuxième émetteur de fréquence 40 MHz ne diffère que par quelques éléments de nomenclature et par le schéma d’accord du circuit de sortie vers l'antenne.

La fréquence du générateur principal (lampe VL1) montée en oscillateur Pierce (la grille d'écran a la fonction d'anode) est stabilisée par le résonateur à quartz ZQ1. Dans les deux émetteurs, la fréquence de travail du générateur à quartz était de quelques kHz supérieure à 20 MHz. L’accord en fréquence de la chaîne d'anode VL1 est réglé à 20 MHz (dans le deuxième émetteur à 40 MHz). Le condensateur C8 symétrise cet accord et compense la capacité de sortie de la lampe du générateur principal, car la cascade de sortie de l'émetteur est à double fonction. L'émetteur inclut les lampes VL2 et VL3 et n'a pas d’autre particularité.
Les trois lampes sont disposées en série. Si l’une tombe en panne, l'émetteur ne consomme plus d'énergie et l'autre émetteur dispose de plus de ressources. Les résistances R4 et R5 servent à égaliser la tension sur les lampes.
Le rapport ne mentionne pas la valeur des selfs (c'est un rapport et non pas une documentation technique!).
Les valeurs des autres condensateurs du circuit de sortie sont également absentes du rapport. Les condensateurs fixes absents du schéma 1 sont référencés KPKS-1.
L'alimentation des appareils radio du premier SAT était complètement autonome et comportait une batterie d'accumulateurs Ag-Zn.
La batterie d’alimentation était constituée de 5 éléments CSD-70 d’une capacité de 140 A, et délivrait une tension de 7,5 V.
La batterie d'anode était constituée de 86 éléments CPD-18 d’une capacité de 30 A, elle délivrait la tension de 130 V qui alimentait les chaînes d'anode des émetteurs.
Elle fournissait aussi l'alimentation des grilles d'écran (90 V) et des grilles des pentodes en cascade de l’étage de sortie (10 V) ainsi que du manipulateur (20 V). Le poids de ces batteries était d'environ 50 kg et constituait le poids principal du satellite. Les batteries devaient assurer le fonctionnement ininterrompu pendant 14 jours.
Les sources d'alimentation n'étaient pas reliées au corps de l'émetteur, de façon à ce qu’un courtcircuit éventuel ne le mette pas hors service. Comme la tension de la batterie était supérieure à ce qui était nécessaire pour les trois lampes, il y avait une résistance de protection du côté négatif, à l'extérieur  du corps de l'émetteur.
La manipulation de l'émetteur se faisait par le relais polarisé qui délivrait la tension de 90 V de façon alternative sur les grilles écran des cascades de sortie.
Les quatre brins d'antenne que tout le monde a vus sur les photos du premier SAT sont deux brins du premier émetteur et deux brins du second émetteur.
La photo 2 (page 2) représente le conteneur avec l'émetteur et le manipulateur qui occupe à peu près un quart du conteneur) et la photo 3 est la photo de l'émetteur lui-même extrait du conteneur.

La page de garde du rapport cite les noms des principaux participants au projet : M. I. Borisenko, K. I. Gringaus, V. I. Lappo, A. I. Zinkovsky et la signature de M. S. Riazansky lui-même nous réserve une surprise.
Dans les années 90, nous avions un collaborateur, A. I. Zinkovsky, que nous connaissions comme un bon ingénieur radio et un auteur d’articles, mais nous ignorions qu'il était un des principaux participants à l’élaboration des appareils radio du SAT, responsable aussi des réglages, tests et livraison.
Le chef de laboratoire V. I. Lappo était responsable de la station radio de réception terrestre.
K. I. Gringaus s'occupait quant à lui des études théoriques et pratiques de la diffusion des ondes, et M. I. Borisenko était le responsable de la totalité du projet.

Boris, RU3AX



Traduction : Nathalie et Gérard Gonnet- Adaptation F5PCX – Correction F4API.