A órbita elíptica para Sputniks foi escolhida porque era mais fácil de alcançar, ou seja, uma única queima foi necessária em vez de utilizar a necessidade da segunda queima para a circularização da órbita. Observe (como também mencionado na outra resposta) que o "segundo estágio "do foguete R7 foi aceso junto com os quatro propulsores em liftof, e também o Sputnik-1 foi o terceiro lançamento bem-sucedido do R7, então talvez na época eles simplesmente não quisessem mexer com a necessidade de permitir o reinício do segundo estágio em órbita. Afinal, a função principal do foguete era o ICBM.
Não consegui encontrar fontes que explicassem por que o apogeu era tão alto, mas era definitivamente planejado e calculado antes do voo. Eu só poderia supor que estando nos estágios iniciais de desenvolvimento do R7, eles simplesmente extraíram o máximo do foguete. Na verdade, especificamente para o Sputnik-1, a massa do R7 foi reduzida em 7 toneladas: Traduzido do russo:
Em comparação com os foguetes R7 padrão, a massa do М1- PS [o número de série do foguete] foi bastante reduzido: ogiva maciça foi substituída pela parte de transição do satélite, o equipamento do sistema de controle de rádio e um dos sistemas de telemetria foram removidos, a automação do desligamento do motor foi simplificada.
Mikhail Tikhonravov trabalhou com Sergei Korolev para resolver os problemas de projeto de foguetes para exploração espacial.
O motivo da órbita elíptica do primeiro Sputnik é descrito em seu memorando "No satélite artificial da Terra" (1954) (em russo) .
Tradução do russo:
O O satélite automático mais simples pode ser considerado o primeiro estágio na criação de satélites mais avançados e complexos.
O satélite mais simples pode se mover em órbita elíptica, que é mais fácil de alcançar do que a circular , enquanto a órbita circular teria sido mais adequada para uma estação de satélite [significando uma nave espacial mais sofisticada, provavelmente até habitável]. Pode-se mostrar que, para obter órbitas circulares, é aconselhável dividir a 'seção ativa' do vôo em duas outras partes; o mais econômico em termos de custos de energia é o seguinte caminho. A 'seção ativa' é escolhida de modo que o vetor de velocidade do "produto R" [codinome do foguete R7] em relação ao centro da Terra no final da primeira parte da 'seção ativa' seja perpendicular ao raio da Terra. A magnitude da velocidade após o fim da queima do motor deve garantir que o satélite se mova ao longo de uma elipse com apogeu igual à altura de uma órbita circular. O perigeu desta elipse coincidirá com o ponto em que a queima do motor termina. No apogeu desta elipse, adicional [after] burn é executado, o que resultaria no satélite entrando em uma órbita circular ou em uma órbita próxima a circular. Se, para o satélite mais simples, não realizarmos a [pós] queima no apogeu da elipse , (onde a necessidade de realizar tal queima exigiria: a) determinar com precisão o apogeu ponto; eb) orientar o satélite [significando providenciar capacidade para controlar a atitude do satélite] corretamente neste ponto), então obtemos movimento ao longo da órbita elíptica que [conforme descrito acima] seria transicional para um satélite destinado a uma órbita circular.
Para o satélite de 3.000 kg, os seguintes parâmetros de órbita elíptica foram calculados: Perigeu 170km, apogeu 1100km, número estimado de órbitas: 300.
Em 1957, o satélite pesado originalmente planejado (com pacote científico) estava atrasado e como a URSS temia que os EUA lançassem primeiro satélite artificial, foi tomada a decisão de lançar o "Satélite Mais Simples", que Sputnik 1 era.
Para este satélite menor, a órbita planejada estimada era de 223 por 1.450 km, mas o foguete R7 teve um desempenho inferior durante o lançamento, o que resultou em Apogeu do Sputnik-1 aproximadamente 500 quilômetros abaixo do pretendido.
As razões para a órbita elíptica (com alto apogeu) do Sputnik-2 e do Sputnik-3 foram provavelmente as mesmas.
Trajetória da órbita cálculos para os primeiros Sputniks foram realizados por Georgi Grechko.