Текст книги "Маленькие рассказы о большом космосе"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 19 страниц)

7,9. 11,2. 16,6

Может ли человек стать искусственным спутником? Сам, с помощью только собственных ног? Не спешите говорить «нет». Может. Спутником какого-нибудь астероида, например Гермеса, может стать даже ребенок. Нужно лишь взобраться на местный Эверест и просто шагнуть с вершины. Помахав на прощание рукой, мальчуган может отправиться в кругосветное путешествие. Правда, на Гермесе склонность к странствиям опасна. Вот уж где действительно нельзя оставлять детей без присмотра: оттолкнулся немного сильнее – и уже не вернулся назад! Слишком слабо притяжение астероида.

Зато землянам сложнее совершать такие путешествия: цепи тяготения гораздо прочнее. На Гермесе парнишке хватит скорости 70 сантиметров в секунду, чтобы очутиться в невесомости, а на Земле нужно 7,9 километра в секунду – в 10 тысяч раз больше, чтобы только уравнять притяжение. Ноги тут уже не помогут. Приходится строить ракеты. Только они способны вывести на орбиту спутник. Он несется с первой космической скоростью. За полтора часа вокруг света. Кораблям Магеллана понадобилось три года.

Но скорость спутника – только первая ступень в Космос. Чтобы совсем вырваться из цепких рук земного притяжения, нужна вторая космическая скорость: 11,2 километра в секунду – на меньшее Земля не согласна. И, даже вырвавшись из объятий земных, мы попадаем в другие… Автоматическая станция, запущенная в сторону Луны 2 января 1959 года, приобрела вторую космическую скорость и стала… пленницей Солнца. Чтобы убежать от Солнца, требуется… 16,6 километра в секунду. Так что у космического «автомобиля» должно быть три скорости. Первая – на спутник. Вторая – к планетам. Третья – к звездам. И каждый космонавт назубок помнит эти три скорости: 7,9; 11,2; 16,6.

Спокойно, снимаем!

Почти сто лет назад Жюль Верн послал своих героев на Луну. Но когда вагон-снаряд, пущенный из пушки, достиг невидимой с Земли стороны Луны, тут даже мастер фантазии решил, что самое лучшее – скрыть загадочное полушарие в глубоком мраке от глаз путешественников. «Астрономы полагают, – говорится в романе „Вокруг Луны“, – что невидимое полушарие Луны по своему устройству совершенно сходно с видимым… Но что, если атмосфера существует именно на той стороне? Что, если воздух и вода породили жизнь на этих материках? Что, если там еще существует растительность? Что, если благодаря всем этим условиям там живет и человек? Сколько интересных вопросов можно было бы разрешить, если бы хоть одним глазком взглянуть на невидимое полушарие! Сколько загадок было бы разгадано на основании подобных наблюдений! И какое было бы наслаждение хоть мельком полюбоваться миром, доселе скрытым от человеческих взоров!..»

Это наслаждение доставила людям советская межпланетная станция, которая в октябре 1959 года обогнула Луну, сфотографировала ее и передала изображение на Землю.

Как же был сделан этот снимок?

Помните оснащение экспедиции астронавтов, посланных в пушечном ядре на Луну? Подзорная труба, секстант, термометр… Вот и все. А весил вагон-снаряд почти 8 тонн.

В тридцать раз легче была межпланетная станция.

Ее вес 278,5 килограмма. А сколько на ней разместилось разнообразной аппаратуры, приборов! Крошечных, но таких совершенных!

Чтобы измерить температуру за бортом, герои Жюля Верна выбрасывали термометр наружу на бечевке. При этом они едва не превратились в ледяные статуи от хлынувшего в щель страшного холода.

На межпланетной станции все делалось автоматически. Огибая Луну за сотни тысяч километров от Земли, станция по радио получила команду: «Начать фотографирование». И тотчас ракетные двигатели повернули станцию таким образом, что фотообъективы нацелились на Луну. Откинулась крышка, и фотоаппарат начал съемку. Пленка поползла к двум объективам. Приборы рассчитывали и ставили нужную выдержку. А фотолаборатория-автомат обработала пленку, проявила ее, закрепила, высушила.

Автоматическая станция уже летела к Земле, когда поступил приказ: «Начать телепередачу!»

Мощность телевизионного передатчика была очень небольшая – всего несколько ватт, во много тысяч раз слабее мощности земных станций. А эти слабые сигналы должны были пройти 470 тысяч километров. И все же они не затерялись. Их принимали и усиливали на Земле. И изображение, которое появилось на экране, было очень четким. С него и сделали известные всем снимки.

Теперь, рассматривая первую в мире карту лунного полушария, мы видим на ней родные, близкие нам имена и названия.

20 июля 1965 года автоматическая станция «Зонд-З» почти не оставила «белых пятен» на обратной стороне Луны. Всего лишь полтора миллиона квадратных километров (из 19 миллионов, которые составляют обратную сторону Луны) остались недоснятыми. Обратная сторона разительно отличается от видимой. Там очень мало морей, зато гораздо чаще встречаются мореподобные впадины – талассоиды; дно этих впадин сплошь усеяно кратерами. Обнаружены также удивительные цепочки кратеров, поперечники которых 10–30 километров. Эти цепочки тянутся на сотни километров.

«Зонд-З» сфотографировал, кроме того, часть видимой стороны Луны и ряд районов, снятых «Луной-3». Это позволило «привязать» вновь открытые объекты к общей селенографической карте.

Передав на Землю полученные изображения, «Зонд-З» продолжил свой путь в глубины солнечной системы.

Говорит и показывает Луна

31 января 1966 года мощная советская ракета-носитель вывела на околоземную орбиту тяжелый спутник. Не успел он завершить полный оборот вокруг Земли, как были выключены двигатели последней ступени, которые разогнали станцию до скорости, близкой ко второй космической. Вес станции, когда она легла на лунный курс, составлял 1583 килограмма.

1 февраля была произведена коррекция траектории, и уже ничто не могло приостановить неукротимый бег «Луны-9». Впереди была Луна! Время от времени земные станции слежения проводили сеансы связи с «девяткой», чтобы удостовериться в нормальном функционировании всех бортовых систем.

3 февраля в 16 часов на станцию были переданы исходные данные для торможения и программа спуска. Скорость станции в этот момент равнялась 2,6 км/сек. Такое стремительное движение станции предполагало и стремительный разворот действий. Станция повернулась тормозным двигателем к Луне, и, когда до поверхности оставалось 75 километров, он был включен и за 48 секунд погасил скорость до нескольких метров в секунду, то есть до скорости бегущего человека. В непосредственной близости от лунного грунта автоматическая станция отделилась от тормозной двигательной установки, чтобы прилуниться на нетронутом ландшафте. В момент соприкосновения с грунтом сработали амортизирующие устройства, которые окончательно погасили скорость, и «Луна-9» замерла на поверхности нашего естественного спутника. В это время над Луной взошло Солнце. Ювелирная точность, с которой проводились все маневры, позволила произвести посадку вблизи утренней части лунного терминатора, то есть на границе дня и ночи. Лунным утром наиболее благоприятны температурные условия для работы станции и, кроме того, лучшая контрастная видимость.

Сразу после посадки, подобно долькам надрезанной кожуры апельсина, раскрылись лепестки защитной оболочки и мягко опустились на грунт, удерживая станцию в нужном положении. Раскрылись антенны, и уже через 4 минуты 10 секунд после посадки начался первый радиосеанс связи с Землей. Герметичный корпус, из основания которого выходят лепестки, надежно защищал аппаратуру (радиосистему, телесистему, систему терморегулировки, источники энергопитания). Головка телекамеры, расположенная на высоте 60 сантиметров над лунной поверхностью, обеспечивала видимость в радиусе 1,5 километра. Вблизи своего основания камера «видела» детали так же четко, как человек с высоты своего роста. Телеглаз менял чувствительность в зависимости от освещения. Станция, располагаясь на пологом склоне, была наклонена на восток, в сторону восхода Солнца, и смотрела немного вниз. Полная панорама (6 тысяч строк) передавалась за 100 минут.

Телевизионные изображения передавались в течение трех сеансов.

Во время первого сеанса телепередачи Солнце находилось на высоте в 7 градусов над поверхностью Луны. Тени были длинные, обнаруживая малейшие неровности, но при этом терялись многие детали. Ко времени второго сеанса высота Солнца достигла 13 градусов, и длина теней уменьшилась вдвое. Наиболее эффектна панорама третьего сеанса, когда высота Солнца составляла 27 градусов: тени еще достаточно хорошо подчеркивают впадины и выступы с крутыми краями.

«Луна-9» провела 7 сеансов радиосвязи общей продолжительностью в 8 часов 5 минут, 3 сеанса телесвязи, передав на Землю огромное количество информации.

24 декабря в 21 час 01 минуту на поверхность Луны совершила посадку еще одна АЛС (автоматическая лунная станция) – «Луна-13». Опыт, накопленный при запуске АЛС «Луна-9», дал возможность внести усовершенствования в конструкцию новой станции. «Луна-13» имела 4 лепестковые и 4 штыревые антенны, телевизионное устройство и два механизма выноса приборов. Измерения, проведенные с помощью грунтомера, а также величина перегрузки, возникающей при посадке АЛС, позволили сделать очень важные выводы о механических свойствах лунного грунта. Измерения показали, что плотность лунного вещества на поверхности не превышает одного грамма на кубический сантиметр.

«Луна-13» опустилась в западной части океана Бурь на обширной равнине «морского типа», в 400 километрах от места посадки «Луны-9». Для ученых возможность сравнения данных, полученных «Луной-9» и «Луной-13», открывает широкое поле деятельности для уточнения возникающих гипотез, создания новых теорий и т. д.

Спутник нашего спутника

Год 1966-й оказался очень богатым лунными запусками. Две станции осуществили мягкую посадку на Луну, три – были выведены на окололунные орбиты. Сначала все автоматические станции шли одной дорогой, но потом пути их разошлись. Траектории «Луны-9» и «Луны-13» после коррекции были направлены в центр Луны, и непосредственно у ее поверхности их скорость упала до нуля. При выводе же на орбиту спутника траектория после коррекции проходила мимо Луны, и в заранее рассчитанной точке тормозной двигатель снижал скорость космического аппарата, переводя его на селеноцентрическую орбиту. У «Луны-10», «Луны-11», «Луны-12» есть много общего, есть и различия. Каждая последующая станция создавалась с учетом предыдущего опыта.

«Луне-10» предстояло потрудиться в поте лица. Прежде всего надо было измерить магнитное поле, выяснить радиационную и метеорную обстановку в окрестностях Луны. Магнитометр, установленный на «Луне-10», по чувствительности в 15 раз превосходил прибор, установленный на «Луне-2», а этот прибор показал, что у Луны если и есть магнитное поле, то в тысячу раз слабее земного. Исследование орбиты «Луны-10» позволило астрономам уточнить гравитационное поле, форму Луны, ее массу.

«Луна-10» позволила также составить «температурную карту» нашего естественного спутника.

«Луна-11» во многом повторила исследования «Луны-10». Однако наклонение ее орбиты к плоскости лунного экватора составляло 27 градусов, а у «Луны-10» – 72 градуса. Поэтому новые данные помогли уточнить различные физические характеристики Луны.

«Луну-12» вывели на более вытянутую эллиптическую орбиту: апоселений – 1740 километров, периселений – 100 километров. Проходя периселений, она производила съемки лунной поверхности.

Теперь ученые располагают целым набором лунных фотографий: с высоты 11 тысяч километров («Зонд-З»), 100 километров («Луна-12») и менее метра («Луна-9», «Луна-13»).

Первые поселенцы!

Округлые и удлиненные, бесцветные и раскрашенные, иногда горящие холодным огнем, они окружают нас всюду, находятся там, куда не ступала нога человека. Они работают на нас в огромном химическом комбинате, называемом почвой, старательно очищают поверхность суши и морские пучины от нечистот, они же, подкрадываясь, наносят нам смертельные удары. Вы уже догадались – речь идет о вездесущих бактериях.

Микроскопические существа были пионерами жизни на нашей планете. Они наиболее вероятные обитатели всех планет, где есть минимальные условия для жизни. Бактерии могут быть там, где для других жизни нет, потому что они наиболее неприхотливы.

Когда советский человек посылал на Луну вымпел своей державы, он подумал о том, как бы не заселить ее земной микрофлорой. Это была бы непоправимая потеря для науки: Луна могла лишиться своего девственного облика – стать заселенной земной жизнью. Даже если на Луне есть собственная, лунная, жизнь, земные существа могли бы победить ее в борьбе за существование.

Предотвратить случайное заселение других планет земной микрофлорой необычайно сложно. Можно про-стерилизовать все оборудование и одежду. Но попробуйте простерилизовать самого человека, его кишечник!

Глубоко эшелонированная оборона защищает нас от микробов. Иммунитет помогает отбивать их ежедневные наскоки. Но иногда они прорываются внутрь организма и преодолевают защитные силы. И так происходит с растениями и животными, несмотря на то, что иммунитет вырабатывался миллионы лет. Не окажутся ли микросущества, обитающие на других планетах, нашими злейшими врагами? Как оградить человека от их атак?

Микробы могут быть занесены на Землю с теми приборами, которые будут посланы и возвращены человеком на Землю. Значит, надо познакомиться с инопланетной микрофлорой на расстоянии. Сейчас проектируются автоматические лаборатории, снабженные микроскопами и другой техникой микроскопического исследования, приборами для проведения химических и биологических исследований и передачи полученных результатов на Землю методами радиотелеметрии. Вот такие станции, исследовав образцы почвы, воздуха, воды, смогут найти и изучить бактерии и передать информацию на Землю.

Стоит ли заселять Луну, Марс, Венеру и другие планеты? Слово за космическими микробиологами. Они решат, какие микроорганизмы будут пригодны для этого. А может быть, овладев до конца секретами наследственности, создадут искусственные. Микроорганизмы, пионеры земной жизни, возможно, станут и первыми поселенцами на других, ныне безмолвных и пустынных планетах.

К прекрасной богине и мрачному богу

Шел четвертый год с начала космической летописи человечества. Еще мир не знал имени первого космонавта, еще Луна не испытала мягкого прикосновения металла, обработанного рукой разумного существа, а человек уже бросил дерзкий вызов головокружительным космическим расстояниям: 12 февраля 1961 года в путь к Венере отправилась автоматическая межпланетная станция. Человек как бы заявлял природе: «Околоземное космическое пространство прощупано спутниками и автоматическими станциями, но я не собираюсь на этом останавливаться». Спутники-автоматы поработали на славу, человек пройдет за ними в околоземной Космос, а автоматы посылаются на новый рубеж, на передовую линию – к планетам.

Автоматическая межпланетная станция «Венера-1» запускалась по этапам. Вначале на орбиту вокруг Земли вывели тяжелый спутник. Это был «космодром». С него стартовала космическая ракета, от которой через некоторое время отделилась станция весом 643,5 килограмма. Она похожа на гигантскую бабочку. Ее «крылья» – солнечные батареи, источник питания приборов. Станция должна была передать информацию в момент наибольшего сближения с Венерой. Но через полмесяца после запуска связь со станцией была потеряна.

Природа торжествовала победу, но человек не сдавался: в путь отправился «Марс-1», американские космические аппараты «Маринер».

14 июля 1965 года «Маринер-4», запущенный 28 ноября 1964 года, приблизился к Марсу на минимальное расстояние 9850 километров, пройдя 523 миллиона километров за 228 дней. При пролете планеты была включена телевизионная камера, с помощью которой за 26 минут ее работы удалось получить 21 изображение отдельных районов поверхности Марса.

12 и 16 ноября 1965 года стартовали советские станции «Венера-2» и «Венера-3». Они покидали околоземную орбиту со скоростью 11,5 километра в секунду.

Ошибка в скорости на один метр в секунду привела бы к промаху у Венеры в несколько десятков тысяч километров. Но ошибки не было, и «Венера-2» прошла от «утренней звезды» на расстоянии около 24 тысяч километров. Задача «Венеры-3» была посложней: она должна была попасть точно в «яблочко» – в центр видимого с Земли диска планеты. Для этого через сорок дней после старта, когда станция удалилась от Земли на 13 миллионов километров, была проведена коррекция траектории. Ориентирами при этом служили Солнце и звезда Канопус. На борт станции по командной радиолинии была передана информация о времени коррекции, величине и направлении изменения скорости. Подтвердив правильное получение команд и запомнив их, «Венера-3» автоматически выполнила дальнейшие операции. Потом в течение полутора месяцев продолжались наблюдения и измерения траектории. Они показали, что станция опустится где-то недалеко от центра диска Венеры.

Спускаемый аппарат станции «Венера-3» – шар диаметром 900 миллиметров – должен был опуститься с помощью парашюта на поверхность планеты. Посылка с Земли содержала вымпел – модель глобуса, внутри которого медаль. На одной стороне медали – герб СССР, на другой – планеты солнечной системы, причем положение Земли и Венеры соответствует моменту финиша станции. При приближении станции к Венере было зарегистрировано сильное повышение температуры. Последний сеанс связи, подтверждающий посадку, не состоялся… Богиня опять предпочла остаться неразгаданной.

И только «Венере-4» удалось дойти до поверхности планеты. Это случилось 18 октября 1967 года. Все маневры осуществлялись с ювелирной точностью. После 114-го сеанса связи станция, находившаяся четыре с лишним месяца в пути, перешла на автоматическую программу проведения последнего сеанса. Около 6 часов утра по московскому времени миниатюрные ракетные двигатели развернули ее для последнего припланетного сеанса связи, при котором использовалась направленная антенна. В 7 часов 34 минуты от орбитального отсека станции отделился спускаемый аппарат и нырнул в атмосферу. Затем в небе Венеры распустился парашют. Одновременно раскрылись антенны, и на Землю пошла информация, о которой веками мечтали ученые.

На поверхность Венеры мягко опустился драгоценный груз – научная лаборатория и вымпелы с золотым гербом Советской страны. Первая АМС появилась на территории иной планеты – первая в огромном ряду ее сестер, которым предстоит столь «близкое» знакомство с членами солнечной семьи.

Пройдут годы, и по трассам, проложенным автоматическими межпланетными станциями, устремятся к Марсу и Венере корабли с людьми. А автоматы-первопроходцы будут вести разведку удаленных планет солнечной системы.

Разговор с помощью «молнии»

Читатель, вероятно, догадался, что речь идет не о природном явлении, а о спутниках связи.

Все, конечно, знают, что есть спутники связи «Молнии» и другие. Они там высоко в небе что-то отражают, и мы на Земле эти сигналы принимаем – и все. Однако в действительности дело обстоит не так уж просто. Спутник-ретранслятор – это не зеркало с ушками, а небо – не стена в прихожей, на которую это зеркало можно точно навесить с помощью пары гвоздей. Вывод спутника связи – сложнейшая инженерная задача, которую нужно решить с высокой степенью точности. На советском спутнике «Молния» удалось, кроме того, справиться с еще одной важной проблемой – обеспечить постоянную направленность бортовых антенн на Землю. У советских спутников связи перед американскими то преимущество, что они имеют мощные передатчики (40 ватт), в то время как мощность передающих устройств у американцев в несколько раз меньше. Естественно, что при большой мощности передатчика значительно удешевляется наземная приемная сеть, стоимость которой составляет львиную долю стоимости всей системы. Дешевую и надежную наземную приемную станцию можно будет устанавливать даже в не очень крупных городах – именно тогда трансляция через спутники превратится в реально обоснованную и экономически целесообразную систему всемирной связи.

Но до этого предстоит решить еще немало проблем. Например, весьма существен выбор орбит спутников. Использование от трех до шести спутников, выведенных на синхронные экваториальные орбиты, имеет тот недостаток, что районы, достаточно удаленные от экватора, оказываются вне досягаемости. Для спутников «Молния» была выбрана эллиптическая орбита с высотой апогея 40 тысяч километров в северном полушарии и периодом обращения 12 часов. Совершая два витка в сутки, «Молния» обеспечивает связь как на территории СССР, включая полярные районы, так и на территории многих стран Европы, Азии и других континентов. Уже сейчас у нас в стране работает сеть станций «Орбита», принимающих передачи программ Центрального телевидения, транслируемых через спутник «Молния-1».

Эксперименты продолжаются. Успешно проведен обмен программами цветного телевидения через Космос между Москвой и Парижем, ведутся двусторонние телефонные переговоры Москва – Космос – Владивосток. Правда, собеседникам на собственном опыте пришлось убедиться, что скорость распространения электромагнитных колебаний не бесконечная – слово летело в Космос целую четверть секунды, но это не мешало нормальной телефонной беседе, тем более что слышимость была лучше, чем бывает иногда при разговоре московских абонентов.

У связных спутников большое будущее: можно не сомневаться, что они будут использоваться не только для дальней связи между наземными пунктами, но и для связи с самолетами, кораблями, обитаемыми орбитальными станциями и космическими кораблями, летящими к другим планетам. Пролетая над материками и странами, спутники связи помогут народам лучше узнать друг друга, чем сослужат неоценимую службу делу взаимопонимания и прочного мира.