Текст книги "Наши космические пути"
Автор книги: авторов Коллектив
Жанры:
История
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 12 (всего у книги 32 страниц)
Эстафета поколений
За три года до столетия со дня рождения Константина Эдуардовича в сентябре 1954 года Президиум Академии наук СССР принял постановление № 532. Когданибудь историки звездоплавания с величайшим уважением будут рассматривать этот короткий, академически суховатый документ. Постановлением № 532 штаб советской науки учредил медаль имени К. Э. Циолковского для того, чтобы награждать советских и иностранных ученых за выдающиеся работы в области межпланетных сообщений.
Межпланетных! Я подчеркиваю это слово, так как в те дни, когда принималось постановление о медали Циолковского, еще ни одно земное тело не достигло даже первой космической скорости,
В Положении о медали – несколько пунктов. Мы узнаем: присуждать ее можно один раз в три года. Кандидатов на награждение отбирает Комиссия по межпланетным сообщениям Академии наук СССР. Присуждение ее, если найдется достойный, происходит в день рождения Константина Эдуардовича – 17 сентября.
Однако в 1961 году это правило было нарушено дважды. И все же думаю, что даже самый закоренелый формалист не упрекнет Академию наук в том, что присуждение медали состоялось не в сентябре, а в апреле и августе. Все равно в эти дни Циолковский был именинником.
Медаль присуждается «за оригинальные работы, имеющие крупное значение для развития астронавтики». Соискатели – Юрий Гагарин и Герман Титов вполне удовлетворяли высоким требованиям Академии наук. Их полет – это поистине оригинальная работа, не имеющая даже отдаленного прецедента в истории человечества.
Красива и символична эта медаль. Украшенная профилем и автографом Циолковского, она содержит надпись: «За выдающиеся работы в области межпланетных сообщений».
Вчитываясь в эти слова, видишь космопорты, воздвигнутые на планетах солнечной системы, представляешь себе грандиозные космические корабли, управляемые людьми самой молодой в мире профессии – летчиками-космонавтами.
После запуска первого советского искусственного спутника Земли почтальоны жаловались: у них прибавилось работы. Это понятно. Поток писем, выражавших жгучее желание полететь в космос огромен. Но едва ли большинству авторов этих писем было известно, что первый претендент на участие в космическом полете опередил их на добрых три десятка лет. В 1927 году семнадцатилетняя ростовская комсомолка Ольга Винницкая уже просила Циолковского похлопотать, чтобы ее взяли в первый космический рейс.
– Однажды в журнале «Вокруг света», – вспоминает Ольга Всеволодовна, – запоем прочла научно-фантастическую повесть о полете людей в космос. И с тех пор потеряла покой. Я уже видела себя в ракете среди остальных членов экипажа... Как-то до меня дошли слухи о готовящемся полете на Луну и другие планеты. Тут же отправила письмо в Калугу Циолковскому...
«Многоуважаемый профессор! – писала Винницкая Циолковскому. – Я прочла в журнале «Огонек», что немецкий летчик Макс Валье собирается лететь на Луну. Моей давнишней мечтой было полететь на Луну, и потому я увлекалась Жюлем Верном. Теперь, прочтя некоторые Ваши книжки, я решила, что в полете на Луну нет ничего невозможного. И вот я рискую попросить Вас – может быть, Вы можете попросить Макса Валье, чтобы он взял меня с собой?.. Или мне подождать, пока полетят русские, со своими как-то лучше...»
Добрую улыбку вызвало это письмо у старого ученого. Его радовал энтузиазм юности, пылкая вера в грядущее. И Константин Эдуардович отвечал девушке:
«Газеты, журналы и изобретатели много фантазируют. Вы напрасно увлекаетесь. Хорошо, если мы с Вами дождемся хоть полетов за атмосферу...»
Переписка Константина Эдуардовича с Ольгой Винницкой не единственная ниточка связей патриарха космонавтики с новым поколением, поколением молодых советских людей, стремившихся взнуздать будущее. В тиши архива мною обнаружено немало писем тех, кто сегодня потрясает мир своими удивительными достижениями. И хотя еще не пришло время назвать имена этих людей, ничто не мешает нам рассказать об их взаимоотношениях с Циолковским.
«Мы уверены, – писали в 1934 году молодые инженеры Циолковскому, – в блестящих перспективах развития реактивного летания в нашей стране. Наши советские ракеты должны летать выше и далрлне, чем ракеты какой-либо другой страны в мире... При помощи реактивных моторов будут успешно решаться многие задачи, связанные с созданием советских стратонавтов, что подготовит почву для осуществления самой смелой идеи, над которой Вы много лет успешно работаете, – идеи межпланетных сообщений».
Письмо, наполненное такой безудержной верой в завтрашний день, прислали Циолковскому делегаты Всесоюзной конференции по изучению стратосферы. Молодое поколение будущих покорителей космоса удостоило своего духовного наставника и высокой чести быть делегатом конференции, вручив ему пригласительный билет № 1.
К сожалению, Циолковский не смог воспользоваться этим приглашением и присутствовать на конференции – болезнь помешала ему отправиться в дальнюю дорогу из Калуги в Москву. Но ученый был очень горд оказанным ему вниманием. Бережно хранил Константин Эдуардович этот пригласительный билет. Он лежит сейчас в архиве, и невольно испытываешь чувство волнения, взяв его в руки. Ведь среди имен тех, кто выступал на конференции с докладами, на нем обозначено сообщение главного конструктора корабля «Восток»!
До самой смерти Циолковский был главным советчиком и доверенным лицом инженеров, стремившихся воплотить в материал его замечательные идеи. Сохранились письма одного из видных советских ракетостройтелей, полученные Циолковским незадолго до смерти летом 1935 года. Их автор спешит поделиться с Константином Эдуардовичем радостной вестью: наконец-то его ракетные двигатели перестали сгорать и держат проектную тягу в течение расчетного времени. «Я часто думаю, как было бы хорошо, если бы Вы жили в Москве», – читаем мы в этом письме. Да, Циолковский был очень нужен плеяде молодых, ищущих путей в космос инженеров! Работая над первыми ракетными двигателями, они преодолевали неслыханные трудности.
«Тяжело работать, Константин Эдуардович, – говорится в другом письме того же автора, присланном месяц спустя, – иногда прямо руки опускаются, но вспомнишь Вас, Вашу жизнь – и с утроенной энергией начинаешь грызть работу...»
Циолковский очень любил этих людей. Он видел, с какой страстью они стремились воплотить в жизнь его замыслы, и поэтому проявлял большой интерес к работе каждого из них. В начале тридцатых годов Осоавиахим организовал так называемые ГИРДы (группы изучения реактивного движения), сыгравшие немалую роль в развитии реактивной техники. Константин Эдардович получал письма от руководителей групп. Вот письмо одного из руководителей московского ГИРДа: «У нас работает много квалифицированных инженеров, но лучшим из лучших является...» Далее шла фамилия главного конструктора космического корабля «Восток».
Интересно отметить, что Циолковский вполне разделял это мнение. Мы знаем это из письма ученого одному из московских писателей. Будущий главный конструктор прислал в Калугу книгу, но не указал обратного адреса. «Не знаю, как поблагодарить его за любезность, – писал Циолковский, – если возможно, передайте ему мою благодарность или сообщите его адрес. Книжка разумная, содержательная и полезная».
Преодолевая трудности, инженеры упорно продвигались вперед, сообщая Циолковскому о победах и поражениях... Одно неизбежно сопутствовало другому. В таком грандиозном деле, как завоевание космоса, иначе и быть не могло. Но, борясь с трудностями, ученые знали о той огромной поддержке и внимании, которые оказывали им партия и Советское правительство. За две недели до смерти Циолковскому, прикованному к постели тяжелой болезнью, передали привет от руководителя московских большевиков Н. С. Хрущева. Несмотря на слабость, Константин Эдуардович оживился и сказал:
– Только такие люди труда и крепкой воли создадут новую жизнь. Напишите ему привет и благодарность.
Константину Эдуардовичу дали подписать продиктованные им слова приветствия. Он прочитал их и дрожащим старческим почерком приписал: «Вся моя надежда на людей, подобных Вам». Оглядев окружающих, он добавил:
– Я всю жизнь рвусь к новым победам и достижениям, вот почему только большевики меня понимают. Я бесконечно благодарен партии и Советскому правительству.
Эти слова ученый произнес за неделю до того, как далеко на Алтае в семье учителя Степана Титова родился мальчик, которого сегодня мир знает под именем Космонавт Два.
ПРЫЖОК В КОСМОС
...И если Прометей
огонь похитил с неба,
То мы
земной огонь
забросили туда!
Н. ТАРАСЕНКО
Сообщение ТАСС
♦ О ЗАПУСКЕ ПЕРВОГО В МИРЕ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ
В течение ряда лет в Советском Союзе ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию искусственных спутников Земли.
Как уже сообщалось в печати, первые пуски спутников в СССР были намечены к осуществлению в соответствии с программой научных исследований Международного геофизического года.
В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.).
Согласно расчетам, которые сейчас уточняются прямыми наблюдениями, спутник будет двигаться на высотах до 900 километров над поверхностью Земли; время одного полного оборота спутника будет 1 час 35 минут, угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 65°. Над районом города Москвы 5 октября 1957 года спутник пройдет дважды – в 1 час 46 мин. ночи и в 6 час. 42 мин. утра по московскому времени. Сообщения о последующем движении первого искусственного спутника, запущенного в СССР 4 октября, будут передаваться регулярно широковещательными радиостанциями.
Спутник имеет форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие радиосигналы с частотой 20,005 и 40,002 мегагерца (длина волны около 15 и 7,5 метра соответственно). Мощности передатчиков обеспечивают уверенный прием радиосигналов широким кругом радиолюбителей. Сигналы имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 сек., с паузой такой же длительности. Посылка сигнала одной частоты производится во время паузы сигнала другой частоты.
Научные станции, расположенные в различных точках Советского Союза, ведут наблюдение за спутником и определяют элементы его траектории. Так как плотность разреженных верхних слоев атмосферы достоверно неизвестна, в настоящее время нет данных для точного определения времени существования спутника и места его вхождения в плотные слои атмосферы. Расчеты показали, что вследствие огромной скорости спутника в конце своего существования он сгорит при достижении плотных слоев атмосферы на высоте нескольких десятков километров.
В России еще в конце 19 века трудами выдающегося ученого К. Э. Циолковского была впервые научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракет.
Успешным запуском первого созданного человеком спутника Земли вносится крупнейший вклад в сокровищницу мировой науки и культуры. Научный эксперимент, осуществляемый на такой большой высоте, имеет громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей солнечной системы.
В течение Международного геофизического года Советский Союз предполагает осуществить пуски еще нескольких искусственных спутников Земли. Эти последующие спутники будут иметь увеличенные габарит и вес, и на них будет проведена широкая программа научных исследований.
Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям, и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового, социалистического общества сделает реальностью самые дерзновенные мечты человечества.
С огромной радостью мы узнали об изумительной победе нашей науки и техники. Вслед за баллистической ракетой запущен первый в мире искусственный спутник Земли. От всей души желаем и дальше нашим ученым, конструкторам успехов и новых открытий.
Научные достижения тесно связаны с трудовыми подвигами советского народа во всех отраслях нашей жизни. И мы, люди, работающие на производстве, стремимся двигать вперед технику, чтобы обеспечить прогресс народного хозяйства нашей страны.
Мы хотим, чтобы и наши скромные достижения служили тем огромным целям прогресса науки и техники, которые поставил перед собой советский народ.
Сергей БУШУЕВ, Александр БОБКОВ, токари Московского автомобильного завода имени Лихачева
Еще на пороге века русский физик Циолковский вывел решающую формулу для движения летающих тел в безвоздушном пространстве. Его следует величать отцом ракетной техники, и, наверное, имеет знаменательное значение то, что именно русские запустили в мировое пространство первый искусственный спутник Земли.
Доктор ПРИСТЕР,
Боннский университет
Мы, ученые-физики, гордимся исторической победой своих коллег. Небольшой шар искусственного спутника до отказа заполнен многочисленными приборами. В нем – сгусток новейших открытий и достижений самой передовой науки и техники. Это – первый реальный шаг к победе над земным тяготением, ключ к дверям в Космос, которые так долго были закрыты. Теперь уже ясно, что мы вступили на порог осуществления заветной мечты человечества – полета в межпланетное пространство.
Ф. ФЕДОРОВ,
профессор, доктор технических наук
♦ СОВЕТСКИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
4 октября 1957 года весь мир стал свидетелем выдающегося события – в Советском Союзе был осуществлен успешный запуск первого искусственного спутника Земли. Сообщение о запуске спутника было получено во всех уголках земного шара. Прохождение его зарегистрировано многими наблюдателями на всех континентах. Создание спутника явилось результатом длительной, упорной исследовательской и конструкторской работы, в которой приняли участие большие коллективы советских ученых, инженеров, работников промышленности.
Теоретический вопрос о возможности посылки космического корабля за пределы земной атмосферы был решен в начале двадцатого столетия выдающимся русским ученым К. Э. Циолковским, доказавшим, что средством для космического полета должна быть ракета. В трудах К. Э. Циолковского был разработан ряд кардинальных проблем межпланетного полета и было указано, что создание искусственного спутника Земли явится первым и необходимым этапом.
Создание искусственного спутника Земли потребовало решения ряда сложнейших и принципиально новых научно-технических проблем. Наибольшие трудности встретились при разработке ракеты-носителя для вывода спутника на орбиту. Для запуска спутника создана ракета-носитель, обладающая высоким конструктивным совершенством. Созданы мощные двигатели, работающие при трудных термических условиях. Разработаны оптимальные режимы движения ракеты, обеспечивающие наиболее эффективное ее использование. Для обеспечения заданного закона движения ракеты, необходимого для выведения спутника на орбиту, разработана весьма точная и эффективная система автоматического управления ракетой.
Решение этих, а также многих других сложнейших задач оказалось возможным лишь в результате использования новейших достижений науки и техники в самых различных областях и в первую очередь благодаря высокому техническому уровню ракетостроения в СССР. Создание искусственного спутника Земли в столь короткие сроки было обеспечено высоким уровнем научнотехнического потенциала в нашей стране, четкой и организованной работой научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и промышленных предприятий.
Запуску спутника предшествовала также большая экспериментальная работа, связанная с созданием и отработкой как отдельных агрегатов, так и всей системы в комплексе. Успешный запуск спутника полностью подтвердил правильность расчетов и основных технических решений, принятых при создании ракеты-носителя и спутника.
Запуск первого спутника открывает широкую программу научных исследований, которая будет продолжена в течение Международного геофизического года на ряде последующих искусственных спутников, при создании которых предусматривается дальнейшее увеличение их веса и размеров. Создание спутника является первым шагом в завоевании межпланетного пространства и осуществлении космических полетов.
Спутник имеет форму шара. Он был размещен в передней части ракеты-носителя и закрыт защитным конусом. Ракета со спутником стартовала вертикально. Через небольшое время после старта при помощи программного устройства ось ракеты начала постепенно отклоняться от вертикали. В конце участка выведения на орбиту ракета находилась на высоте нескольких сот километров и двигалась параллельно земной поверхности со скоростью около 8000 метров в секунду. После окончания работы двигателя ракеты защитный конус был сброшен, спутник отделился от ракеты и начал двигаться самостоятельно.
В настоящее время вокруг Земли движется снабженный аппаратурой спутник, а также ракета-носитель и защитный конус. Так как скорость отделения конуса от спутника и спутника от ракеты невелика, носитель и конус в течение некоторого времени находились от спутника на сравнительно небольшом расстоянии, двигаясь вокруг Земли по орбитам, близким к орбите спутника. Затем, вследствие разности периодов обращения, получающейся как за счет относительной скорости в момент отделения, так и за счет различной степени торможения в атмосфере Земли, все три тела разошлись и в процессе дальнейшего движения в один и тот же момент времени могут оказаться находящимися над совершенно различными точками земной поверхности.
ОРБИТА СПУТНИКА
Орбита спутника представляет собой в первом приближении эллипс, один из фокусов которого находится в центре Земли. Высота полета спутника над поверхностью Земли не остается постоянной, а периодически изменяется, достигая наибольшего значения, примерно тысячи километров. В настоящее время перигей орбиты (ее наинизшая точка) находится в северном полушарии Земли, а апогей (наивысшая точка орбиты) – в южном полушарии.
Ориентация плоскости орбиты относительно неподвижных звезд остается почти постоянной. Так как Земля вращается вокруг своей оси, то на каждом следующем витке спутник должен оказываться над другим районом, смещаясь на один виток примерно на 24° по долготе. Фактическое смещение по долготе будет несколько больше, так как вследствие отклонения поля тяготения от центрального плоскость орбиты будет медленно поворачиваться вокруг оси Земли в направлении, противоположном ее вращению. Это движение плоскости орбиты невелико и составляет примерно четверть градуса по долготе за один оборот. В результате относительного движения Земли и плоскости орбиты каждый следующий виток будет проходить западнее предыдущего на широте Москвы примерно на 1500 км. В экваториальной области смещение больше и будет составлять около 2500 километров.
Плоскость орбиты наклонена к плоскости земного экватора под углом 65°. В связи с этим трасса спутника проходит над районами Земли, находящимися приблизительно между Северным и Южным полярными кругами. Вследствие вращения Земли вокруг оси угол наклона трассы к экватору отличается от угла наклонения плоскости орбиты. Приходя в северное полушарие, трасса пересекает экватор иод углом 71,5° в направлении на северо-восток. Затем трасса постепенно заворачивает все больше на восток и, коснувшись параллели, отвечающей 65° северной нТнроты, отклоняется к югу и пересекает экватор в направлении на юго-восток под углом 59°. В южном полушарии трасса касается параллели, отвечающей 65° южной широты, после чего отклоняется к северу и снова переходит в северное полушарие.
С течением времени, вследствие торможения спутника в верхних слоях атмосферы Земли, форма и размеры орбиты спутника будут постепенно изменяться. Так как на больших высотах, где происходит движение спутника, плотность атмосферы чрезвычайно мала, эволюция орбиты будет происходить вначале весьма медленно. Высота апогея будет убывать быстрее высоты перигея, и орбита будет все более приближаться к круговой. При вхождении спутника в более плотные слои атмосферы торможение спутника станет весьма сильным. Спутник раскалится и сгорит, подобно метеорам, приходящим из межпланетного пространства и сгорающим в атмосфере Земли.
В настоящее время плотность верхней атмосферы известна недостаточно точно. Поэтому дать точный прогноз о времени существовния спутника на орбите пока не представляется возможным. Данные о плотности верхней атмосферы, имеющиеся в настоящее время, а также результаты проведенных траекторных измерений позволяют утверждать, что спутник будет двигаться вокруг Земли длительное время.
Период обращения спутника составляет в настоящее время 96 мин. По мере понижения орбиты период будет уменьшаться. Скорость изменения периода будет служить указанием на быстроту изменения формы орбиты. Поэтому точное измерение периода обращения спутника является чрезвычайно важной и ответственной задачей.
Параметры орбиты советского искусственного спутника позволяют наблюдать его на всех континентах в большом диапазоне широт. Это открывает большие возможности для решения различных научных проблем. Можно указать, что запуск спутника на такую орбиту является более трудной задачей, чем запуск на орбиту, близкую к экваториальной плоскости. При запуске по экватору имеется возможность использования в большей степени для разгона ракеты скорости вращения Земли вокруг оси.
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДВИЖЕНИЕМ СПУТНИКА
Весьма важной составной частью исследований, проводимых с помощью искусственного спутника Земли, является наблюдения за его движением, обработка наблюдений и предсказание по результатам обработки дальнейшего движения спутника. Наблюдение за спутником ведется с помощью радиотехнических средств, а также в обсерваториях с помощью оптических инструментов. Наряду со специалистами с их средствами к наблюдениям широко привлечены радиолюбители, а также группа астрономов-любителей, ведущих наблюдения на астрономических площадках с помощью специально изготовленных для этих целей оптических инструментов. В настоящее время в СССР наблюдения за спутником регулярно ведут 66 станций оптических наблюдений и 26 клубов ДОСААФ с большим количеством средств радионаблюдения. Кроме того, наблюдения за спутником ведут индивидуально тысячи радиолюбителей.
Научные станции ведут наблюдения с помощью радиолокаторов и радиопеленгаторов. Ведутся также наблюдения оптическими методами и фотографирование движения спутника.
Остановимся на методах наблюдения астрономами-любителями и радиолюбителями, так как эти методы доступны широким кругам, интересующимся движением спутника. В распоряжении астрономов-любителей имеется большое количество специально изготовленных астрономических трубок, обладающих совершенной оптикой с широким углом зрения. На наблюдательных станциях имеются также комплекты оборудования, позволяющие определять положение спутника на небесной сфере в определенный момент времени.
Имеющаяся аппаратура, с помощью которой оптическая станция отмечает положение спутника на небесной сфере, позволяет производить измерение с точностью до одного градуса, а момент времени; в который отмечается это положение, с погрешностью не более одной секунды. Оптическая станция наблюдает искусственный спутник в утреннее или вечернее время, когда поверхность Земли погружена в темноту, а сам спутник, находясь на большой высоте, освещен Солнцем.
Следует отметить, что наблюдения за спутником с помощью астрономических инструментов представляют известную трудность и не похожи на наблюдения обычных астрономических объектов, так как спутник движется по небу очень быстро, со скоростью в среднем около одного градуса в секунду.
Для обеспечения надежности наблюдений каждая оптическая станция устраивает один или два «оптических барьера» из трубок, расположенных в меридиане и по вертикальному кругу, перпендикулярному видимой орбите спутника. Кроме того, при поиске спутника применяется метод, основанный на так называемом «правиле местного времени». Этот метод использует то обстоятельство, что орбита спутника не участвует в суточном вращении Земли, а сам спутник будет проходить через заданную широту в местное звездное время, медленно меняющееся при вращении орбиты в абсолютном пространстве вокруг земной оси за счет отклонения поля тяготения от центрального. Благодаря этому для данной станции спутник в процессе своего движения будет проходить через последовательность точек на небесной сфере, которые можно назвать точками ожидания. Если регулировать ось оптического прибора таким образом, чтобы она была направлена в заранее рассчитанную на небесной сфере очередную точку ожидания, то рано или поздно неизбежно произойдет обнаружение спутника.
Наблюдения за спутником ведет большое число радиолюбителей с помощью специально для этой цели сконструированных радиоприемников. Схемы этих приемников, а также схемы пеленгационных приставок к ним были опубликованы в научно-популярном радиотехническом журнале «Радио» задолго до запуска спутника. Информацию о движении спутника, даваемую радиолюбителями, можно использовать не только для изучения законов прохождения радиоволн через атмосферу, но также, особенно в случае, если радиолюбитель использует пеленгационную приставку, для грубого определения элементов орбиты спутника.
Уже к настоящему времени имеется большое количество наблюдений спутника радиолюбителями. В ряде мест прохождение спутника зарегистрировано астрономами-любителями. В ряде других мест, к сожалению, до сих пор облачность не дала возможности вести оптические наблюдения.
Все данные научных станций, а также радио– и оптических наблюдений любителей собираются и обрабатываются. В результате обработки этих данных определаются как элементы орбиты, так и их вековые уходы. При обработке используются новейшие вычислительные срздства, такие, как электронные счетные машины. В результате обработки уточняются параметры орбиты и предсказывается движение спутника. Кроме того, данные, поступающие с наблюдательных станций, используются для ряда геофизических исследований, проводимых с помощью спутника, таких, например, как определение плотности атмосферы по эволюции параметров орбиты спутника и т, д.
ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКА
Как уже указывалось, спутник имеет форму шара. Диаметр его равен 58 сантиметрам, вес – 83,6 килограмма. Герметичный корпус спутшша изготовлен из алюминиевых сплавов. Поверхность его полирована и подвергнута специальной обработке. В корпусе размещается вся аппаратура спутника вместе с источниками энергопитания аппаратуры. Перед пуском спутник заполняется газообразным азотом.
На внешней поверхности корпуса установлены антенны в виде четырех стержней длиной от 2,4 до 2,9 метра. Во время выведения спутника стержни антенн прижаты к корпусу ракеты. После отделения спутника антенны поворачиваются относительно своих шарниров.
Двигаясь по орбите, спутник периодически подвергается резко переменным тепловым воздействиям – нагреванию лучами Солнца в период нахождения над освещенной стороной Земли, охлаждению при полете в тени Земли, термическим воздействиям атмосферы и т. д. Кроме того, при работе аппаратуры в спутнике также выделяется известное количество тепла. В тепловом отношении искусственный спутник является самостоятельным небесным телом, находящимся в лучистом теплообмене с окружающим пространством. Поэтому обеспечение в течение длительного времени норхмального температурного режима на спутнике, необходимого для работы его аппаратуры, является принципиально новой и достаточно сложной задачей. Поддержание необходимого температурного режима на первом спутнике обеспечивается приданием его поверхности соответствующих значений коэффициентов излучения и поглощения солнечной радиации, а также регулированием теплового сопротивления между оболочкой спутника и размещаемой в нем аппаратурой за счет принудительной циркуляции азота внутри спутника.
На спутнике установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие сигналы с частотами 20,005 и 40,002 мегагерца (длина волн – 15 и 7,5 метра соответственно). Следует отметить, что на созданном в СССР искусственном спутнике в связи с его относительно большим весом оказалось возможным установить радиопередатчики большой мощности. Это позволяет производить прием сигналов со спутника на весьма больших расстояниях и дает возможность включиться в наблюдения за спутником самым широким кругам радиолюбителей во всех частях земного шара. Первые сутки наблюдения за полетом спутника подтвердили возможность уверенного приема его сигналов обычными любительскими приемниками на расстояниях нескольких тысяч километров. Зафиксированы отдельные случаи приема сигналов спутника на расстояниях до 10 000 километров.
РАДИОСИГНАЛЫ СПУТНИКА
Сигналы, излучаемые радиопередатчиками на каждой из частот, имеют вид телеграфных посылок. Посылка сигнала одной частоты производится вовремя паузы сигнала другой частоты. В среднем длительность сигналов на каждой из частот составляет около 0,3 секунды. Эти сигналы используются для наблюдения за орбитой спутника, а также для решения ряда научных задач. Для регистрации процессов, происходящих на спутнике, на нем установлены чувствительные элементы, меняющие частоты телеграфных посылок и соотношения между длительностью этих посылок и пауз при изменении некоторых параметров на спутнике (температуры и др.). При приеме сигналов со спутника производится их регистрация для последующей расшифровки и анализа.
Следует учитывать, что через некоторое время радиопередатчик прекратит свою работу. Это может, например, произойти, если метеорная частица пробьет корпус спутника или повредит антенну. Кроме того, спутник имеет ограниченный запас электроэнергии. После прекращения работы передатчика наблюдение за спутником будет вестись оптическими методами и радиолокаторами.
Большое значение имеют наблюдения за распространением радиоволн, излучаемых со спутника. До сих пор основные сведения об ионосфере были получены изучением радиоволн, посылаемых с Земли и отраженных от областей ионосферы, лежащих ниже максимальной ионизации ионосферных слоев. В настоящее время по существу неизвестно, на каких высотах лежит верхняя граница ионосферы. Запуск спутника создает возможность получать в течение длительного времени радиосигналы с двумя различными частотами из областей ионосферы, ранее недоступных для длительных наблюдений, лежащих выше максимума ионизации, а может быть, над ионосферой вообще.
