El fenómeno de Petrozavodsk fue una serie de sucesos celestiales de naturaleza en entredicho que se produjeron el 20 de septiembre de 1977. Se informó de los avistamientos en un territorio amplio, desde Copenhague y Helsinki al oeste hasta Vladivostok al este. Se le puso el nombre de la ciudad de Petrozavodsk en Rusia, Unión Soviética, donde se informó profusamente de un objeto brillante que bañaba la ciudad con numerosos rayos.
Los funcionarios gubernamentales de los países de Europa del norte enviaron cartas a Anatoli Aleksándrov, presidente de la Academia de Ciencias de la Unión Soviética, en las que expresaban su preocupación sobre si el fenómeno observado se debía a las pruebas de las armas soviéticas y si constituía una amenaza para el medioambiente de la región. Desde 1977, el fenómeno se ha atribuido a menudo, aunque no de manera universal, al lanzamiento del satélite soviético Kosmos-955. Ese mismo año, se redactó un informe preliminar para la Academia de Ciencias de la Unión Soviética, que contenía un amplio corpus de observaciones visuales, informes de radiolocalización, mediciones físicas y datos meteorológicos complementarios. En él se concluía que «a juzgar por los datos disponibles, es inviable comprender satisfactoriamente el fenómeno observado». El fenómeno de Petrozavodsk contribuyó a la creación de Setka AN, un programa soviético de investigación de fenómenos atmosféricos anómalos.
Nombre En los primeros informes soviéticos, el fenómeno de Petrozavodsk se denominaba fenómeno del 20 de septiembre de 1977. Más tarde, pasó a conocerse como el fenómeno de Petrozavodsk. A veces también se le llama el incidente de Petrozavodsk o el milagro de Petrozavodsk. El término «objeto volador no identificado» se cambió en la Unión Soviética por «fenómeno anómalo» por motivos de investigación.
Avistamientos La mayoría de los encuentros se produjeron entre la 01:00 y la 01:20 UTC, cuando supuestamente aparecieron al menos 48 objetos no identificados en la atmósfera. Se habían producido varios encuentros antes, a la 01:00 (hora local) en Medvezhegorsk, a las 02:30 en Louji y a las 03:00 en Kovdor y Palanga (Lituania). Desde aproximadamente las 03:00 hasta las 03:25, el personal supervisor del puerto marítimo comercial de Leningrado avistó un objeto luminoso no identificado. A las 03:30, la tripulación del pesquero soviético Primorsk, que zarpaba desde el puerto de Primorsk, supuestamente vio un objeto volador cubierto por una capa luminosa. Dicho objeto parecía moverse sin hacer ruido desde el este y, cerca de Primorsk, cambió abruptamente de dirección al norte.
En Helsinki, Finlandia, los periódicos Ilta-Sanomat —el 20 de septiembre— y Kansan Uutiset —al día siguiente— informaron de avistamientos de una bola brillante. La bola fue observada por muchos habitantes, incluidos taxistas, funcionarios de policía y personal del aeropuerto de Helsinki. Dos hombres también divisaron un objeto no identificado cerca de Turku. A una distancia de 300 m, avistaron un objeto giratorio parecido a una boya, de 10 m de diámetro. Pekka Teerikorpi, del observatorio de Tuorla, refutó esta aseveración. Alegando que el fenómeno entero estaba causado por el Kosmos-955, Teerikorpi creía que la distancia real era de "muchos cientos de kilómetros" y que "tales informes se deben probablemente al hecho bien sabido de que es difícil estimar las distancias de los fenómenos desconocidos". Ilta-Sanomat también informó de un avistamiento de un objeto brillante en Copenhague, Dinamarca, por parte de unos pilotos comerciales finlandeses que volvían de Roma.
También se observaron los objetos brillantes en varios lugares de la Unión Soviética, sobre todo en el noroeste. La aparición de un objeto no identificado en Helsinki supuestamente causó un gran volumen de transmisiones radiofónicas en territorio soviético. En la parte europea de la Unión Soviética, se informó de «cuerpos brillantes y luminosos cubiertos por caparazones extendidos y que emiten rayos de luz o horros de formas pintorescas». Los «caparazones» supuestamente «se transformaron y se difuminaron en un plazo de diez a quince minutos», mientras que «se observó un resplandor más duradero y estable, sobre todo en la parte noreste del cielo». Entre los testigos había paramédicos, agentes de la Milítsiya de guardia, los marineros y estibadores del puerto de Petrozavodsk, militares, el personal local del aeropuerto y un astrónomo aficionado. Los miembros de la expedición geofísica IZMIRAN también observaron el fenómeno cerca de Lejtá. En San Petersburgo, por aquel entonces Leningrado, tres empleados del turno de noche del aeropuerto Púlkovo, entre los que se incluía el controlador aéreo B. Blaguírev, informaron del avistamiento de un objeto no identificado. Según Blaguírev, divisó un objeto que parecía una bola de fuego algo más grande que Venus a las 03:55 en el nornoroeste, a un acimut de 10º. El objeto estaba cubierto por una capa espaciosa y rítmicamente brillante con una estructura intrincada y «el fenómeno observado no tenía nada que ver con la aurora». El objeto se desplazó de forma ascendente hacia el observador, hacia el sursuroeste, luego cambió de dirección hacia el nornoroeste y terminó desapareciendo. Ninguno de los tres empleados del aeropuerto pudo identificar lo que había visto. Llegaron más informes a la Unión Soviética de Primorsk (dos testigos), Petrodvorets (un testigo), Lomonósov (tres testigos), Podporozhie (tres testigos), Polovina (un testigo), Leppäsyrjä (un testigo), Kem (varios testigos), Põltsamaa, Liiva, Priozersk, Kestenga, Valdái y otros lugares. Muchos informes iban acompañados de dibujos de los testigos. Para el 30 de diciembre de 1978, los investigadores soviéticos habían acumulado un total de 85 informes sobre el fenómeno de Petrozavodsk.
En el asentamiento de Kurkijoki, el ingeniero A. Novozhílov vio un objeto luminoso y lo comparó con un dirigible. Informó del avistamiento al candidato de Ciencias Konstantín Polevitski, quien lo registró. Al principio, Novozhílov creía haber visto un meteorito. Tras un tiempo, el objeto se detuvo y avanzó hacia Novozhílov, aumentando rápidamente de tamaño y adquiriendo la forma de un dirigible. El objeto era facetado y tenía puntos brillantes en la parte delantera y trasera. Los bordes brillaban con una luz blanca, que era ligeramente más tenue que los puntos. Las facetas parecían ventanas iluminadas desde dentro y brillaban uniformemente con una luz blanca más tenue que la de los bordes. El objeto supuestamente se desplazó a una altitud de 300–500 m; medía 100 m de largo y 12–15 m de diámetro. Aún acercándose a Novozhílov, el objeto, que se movía del oeste al este, soltó por detrás una bola brillante que voló hacia el norte. La bola volaba horizontalmente y luego descendió detrás de un bosque. Según se informó, el aterrizaje provocó la aparición de un resplandor brillante. A las 04:15, Novozhílov tomó tres fotografías infructuosas del avistamiento con una exposición de 0,1 segundos. El objeto era "mucho más grande que la Luna" y se desplazaba con la velocidad de un helicóptero. La observación duró entre diez y quince minutos en completo silencio.
El escritor y filósofo soviético Yuri Línnik aportó otro relato en detalle de un objeto no identificado. Observó el objeto desde su dacha cerca de Namoyevo alrededor de las 03:00 a través de un telescopio de aficionado con un aumento de 80×. El objeto con forma de lente, rodeado por un anillo tenue y translúcido, tenía el color de una «amatista oscura, intensamente iluminada desde el interior». Los bordes del objeto con forma de lente tenían 16 puntos (descritos por Línnik como «toberas») que emitían rayos rojos palpitantes en un ángulo de 10°–15°. Se estimó el diámetro angular del objeto en 20 minutos de arco. El objeto pasó cerca de las estrellas Alhena, Tejat Prior, Capella, 172 Camelopardalis, 50 Cassiopeiae, Errai, Psi Draconis, 16 Draconis, Psi Herculis, Kappa Coronae Borealis y Delta Coronae Borealis. El objeto se detuvo cerca de Errai, a un acimut de 220°. Cerca de Kappa Coronae Borealis, a un acimut de 340°–350°, el objeto cambió de dirección a 30°–35° al oeste. Desapareció al norte, a un acimut de 340°. La duración del vuelo fue de quince minutos.
Aparte de las observaciones en tierra, también hubo informes de varias aeronaves. La tripulación de un Tu-154 vio un objeto esférico luminoso a 12 km de altitud. El escritor georgiano Guram Pandzhikidze y los demás pasajeros de un avión que regresaba de Singapur a Moscú observaron un objeto luminoso durante media hora a una altitud de 11 km, alrededor de las 04:30 o 05:00. Pandzhikidze informó del avistamiento el 2 de octubre al director del Observatorio Hidrometeorológico de Carelia, Yuri Grómov, que verificó la copia del informe.
El objeto de Petrozavodsk Por aquel entonces, Petrozavodsk era la capital y un importante centro industrial de la República Autónoma Socialista Soviética de Carelia, con una población de en 1974. El primer informe que se publicó sobre el fenómeno de Petrozavodsk fue escrito por el corresponsal de la TASS Nikolái Milov, quien describió el objeto no identificado que sobrevoló Petrozavodsk como «una estrella gigantesca» que «apareció en el cielo oscuro» alrededor de las 04:00 (hora local), «enviando impulsivamente haces de luz a la Tierra». El informe de Milov se publicó en la prensa masiva soviética (Pravda, Izvestia, Sélskaya Zhizn y Sotsialistichéskaya Industria). Un periódico local, Léninskaya Pravda, también informó del objeto de Petrozavodsk. El análisis preliminar de datos realizado por la Academia de Ciencias de la Unión Soviética de 1977 determinó que los informes de los testigos eran coherentes y se complementaban entre sí. Algunos relatos de los testigos fueron autentificados por Yuri Grómov. Según Milov, «la estrella» se extendía por Petrozavodsk en forma de medusa, «bañando la ciudad con una multitud de rayos muy finos que creaban una imagen de lluvia torrencial». Milov informó asimismo que «tras un tiempo, los rayos luminiscentes cesaron» y que «la medusa se convirtió en un semicírculo brillante», tras lo cual continuó su deriva hacia el lago Onega.