орбите антенных комплексов.

Космическая метеорология

После запусков советских и американских спутников встал вопрос

о практическом использовании разработанной техники. Возмож-

ности аппаратуры и самих спутников привлекли внимание метео-

рологов с точки зрения получения обычной регулярной информа-

ции о постоянно меняющейся погоде в мировом масштабе.

Первая попытка в этом направлении была предпринята американ-

цами ,создавшими семейство метеорологических спутников «Ти-

рос». Девять таких спутников были выведены на орбиту в период

1960-1965гг. На каждом спутнике были установлены две малогаба-

ритные ТВ-камеры и приблизительно на половине спутников- ска-

нирующий инфракрасный радиометр для получения изображения

облачного покрова Земли . В России метеорологическим космиче-

ским аппаратом стал спутник «Метеор». Два или три спутника этой

серии находятся на орбите одновременно и собирают информацию

о состоянии атмосферы , тепловом излучении Земли и т.д. Полез-

ный груз спутника состоит из оптико-механического ТВ оборудо-

вания работающего в видимой области спектра. Кроме того, имее-

тся сканирующая инфракрасная аппаратура для получения данных

о содержании влаги в атмосфере и вертикальном профиле темпера-

тур. Предупреждения о внезапных изменениях погоды по объеди-

ненным данным с метеорологических радиолокационных станций

и спутников передаются по радио из Москвы, Санкт-Петербурга и

других центров, а специальная служба сообщает эту информацию

на суда и самолеты. За последнии 20 лет существенно возросли

количество, качество и надежность обзора с помощью спутников.

Начиная с 1966 г. Землю регулярно фотографируют по крайней ме-

ре один раз в сутки. Фотоснимки используют в повседневной ра-

боте, а также помещают в архивы. Метеорологическая информация,

получаемая со спутников, неуклонно приобретает все более важное

значение. В настоящее время она широко используется метеороло-

гами и специалистами по окружающей среде всего мира в повсед-

невной практике и считаются почти обязательной для проведения

анализов и краткосрочных прогнозов. Метеорологическая инфор-

мация со всех света поступает в Национальную службу контроля

окружающей среды с помошью спутников, расположенную в Ва-

шингтоне, перерабатывается в материалы широкой номенклатуры

и распределяется по всему свету. Спутниковая информация оказа-

лась особенно полезной в двух сферах исследования. Во первых,

существуют обширные районы Земли, из которых метеорологичес-

кая информация, обычными средствами, недоступна. Это террито-

рии океанов северного и южного полушарий, пустынь и полярных

областей. Спутниковая информация заполняет эти пробелы, выявляя

крупномасштабные особенности из образований облаков. К таким

особенностям относятся штормовые системы, фронты, наиболее

значительные междуволновые впадины и гребни, струйные течения,

густой туман, слоистые облака, ледовая обстановка, снежный пок-

ров и отчасти направление и скорость наиболее сильных ветров. Во-

вторых, спутниковая информация успешно используется для слеже-

ния за ураганами, тайфунами и тропическими штормами. Спутнико-

вая информация включает данные о наличии и расположении атмос-

ферных фронтов, бурь и общего облачного покрова. В итоге в насто-

ящее время спутник стал практически признаным инструментом мете-

орологов в большинстве стран мира. Карты погоды, которые вечером

появляются на наших телевизионных экранах, со всей очевидностью

свидетельствуют о ценности наблюдения со спутников в обеспечении

метеорологических систем.

Изучение Земли из космоса

Человек впервые оценил роль спутников для контроля за состоянием

сельскохозяйственных угодий, лесов и другихприродных ресурсов

Земли лишь спустя несколько лет после наступления космической

эры. Начало было положено в 1960г., когда с помощью метеорологи-

ческих спутников «Тирос» были получены подобные карте очертан-

ия земного шара, лежащего под облаками. Эти первые черно-белые

ТВ изображения давали весьма слабое представление о деятельности

человека и тем не менее это было первым шагом. Вскоре были разра-

ботаны новые технические средства, позволившие повысить качество

наблюдений . Информация извлекалась из многоспектральных изображений в

видимом и инфракрасном (ИК) областях спектра. Первыми спутниками,

предназначенными для максимального использования этих возможностей

были аппараты типа «Лэндсат». Например спутник «Лэндсат-D», четвертый

из серии, осуществлял наблюдение Земли с высоты более 640 км с помощью

усовершенствованных чуствительных приборов, что позволило потребителям

получать значительно более детальную и своевременную информацию . Одной

из первых областей применения изображений земной поверхности, была

картография. В доспутниковую эпоху карты многих областей, даже в

развитых

районах мира были составлены неточно. Изображения, полученные с

помощью спутника «Лэндсат», позволили скорректировать и обнови-

ть некоторые существующие карты США. В СССР изображения полу-

ченные со станции «Салют», оказались незаменимыми для выверки

железнодорожной трассы БАМ.

В середине 70-х годов НАСА, министерство сельского хозяйства США

приняли решение продемонстрировать возможности спутниковой системы в

прогнозировании важнейшей сельскохозяй-ственной культуры пшеницы.

Спутниковые наблюдения, оказавшиеся наредкость точными в дальнейшем

были распространены на другие сельскохозяйственные культуры.

Приблизительно в то же время в СССР наблюдения за сельскохозяйственными

культурами проводились со спутников серий «Космос», «Метеор», «Муссон»

и орбитальных станций «Салют».

Использование информации со спутников выявило ее неоспоримые

преимущества при оценке объема строевого леса на обширных терри-

ториях любой страны. Стало возможным управлять процессом выру-

бки леса и при необходимости давать рекомендации по изменению

контуров района вырубки с точки зрения наилучшей сохранности ле-

са. Благодаря изображениям со спутников стало также возможным

быстро оценивать границы лесных пожаров, особенно «коронообраз-

ных», харрактерных для западных областей Северной Америки , а так

же районов Приморья и южных районов Восточной Сибири в России.

Огромное значение для человечества в целом имеет возможность наб-

людения практически непрерывно за просторами Мирового Океана,

этой «кузницы» погоды. Именно над толщами океанской воды зарож

даются чудовищной силы ураганы и тайфуны, несущие многочислен-

ные жертвы и разрушения для жителей побережья. Раннее оповещение

населения часто имеет решающее значение для спасения жизней десятков

тысяч людей. Определение запасов рыбы и других морепродуктов также

имеет огромное практическое значение . Океанские течения часто

искривляются, меняют курс и размеры. Например , Эль Нино, теплое течение

в южном направлении у берегов Эквадора в отдельные годы может

распространяться идоль берегов Перу до 12гр. ю.ш. . Когда это присходит

планктон и рыба гибнут огромных количествах, нанося непоправимый ущерб

рыбным промыслам многих стран и том числе и России. Большие

концентрации одноклеточных морских организмов повышают смертность рыбы,

возможно из-за содержащихся в них токсинов. Наблюдение со спутников

помогает выявить «капризы» таких

течений и дать полезную информацию тем, кто в ней нуждается. По

некоторым оценкам российских и американских ученых экономия топлива в

сочетании с «дополнительным уловом» за счет использования

информации со спутников, полученной в инфракрасном диапазоне, дает

ежегодную прибыль в 2,44 млн. долл. Использование спутников для целей

обзора облегчило задачу прокладывания курса морских судов.

При эксплуатации российского атомного ледокола «Сибирь» была ис

пользована информация с четырех типов спутников для составления

наиболее безопасных и экономичных путей в северных морях. Полу-

чаемая с навигационного спутника «Космос-1000» информация испо-

льзовалась в вычислительной машине корабля для определения точного

местоположения. Со спутников «Метеор» поступали изображения облачного

покрова ипрогнозы снежной и ледовой обстановки, что позволило выбирать

лучший курс. Спомощью спутника «Молния» поддерживалась связь с корабля

с базой. Также с помощью спутников находят нефтяные загрязнения,

загрязнения воздуха, полезные ископаемые.

Наука о космосе

В течении небольшого периода времени с начала космической эры че-

ловек не только послал автоматические космические станции к другим

планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в

науке о космосе, равной которой не было за всю историю человечес-

тва. Наряду с большими техническими достяжениями, вызванными

развитием космонавтики, были получены новые знания о планете Зем

ля и соседних мирах.

Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным ви-

зуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта

резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой

высоты,

интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей.

Это открытие пренадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в

1946 г. газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты.

В 1952 и 1953 гг. д-р Джеймс Ван Аллен проводил исследования низ-

ко энергетических космических лучей при запусках в районе север-

ного магнитного полюса Земли небольших ракет на высоту 19-24 км

и высотных шаров-балонов. Проанализировав резульаты проведен-

ных эксперементов, Ван Аллен предложил разместить на борту пер-

вых американских искусственных спутников Земли достаточно порс-

тые по конструкции детекторы космических лучей.

С помощью спутника «Эксплорер-1» выведенного США на орбиту

31 января 1958 г. было обнаружено резкое уменьшение интенсивнос-

ти космического излучения на высотах более 950 км.

В конце 1958 г. АМС «Пионер-3» преодалевшая за сутки полета рас-

тояние свыше 100000 км, зарегистрировала с помощью имевшихся

на борту датчиков второй, расположенный выше первого, радиаци-

онный пояс Земли, который также опоясывает весь земной шар.

В августе и сентябре 1958 г. на высоте более 320 км было произве-

дено три атомных взрыва, каждый мощьностью 1,5 кт. Целью испы-

таний с кодовым названием «Аргус» было изучение возможности

пропадания радио и радиолокационной связи при таких испытани-

ях. Исследование Солнца - важнейшая научная задача, решению

которой посвящены многие запуски первых спутников и АМС.

Американские «Пионер-4» - «Пионер-9» ( 1959-1968гг.) с околосол-

нечных орбит передавали по радио на Землю важнейшую информа-

цию о структуре Солнца. В тоже время было запущено более двад-

цати спутников серии «Интеркосмос» с целью изучения Солнца и

околосолнечного пространства.

Полеты АМС к Луне и планетам

В начале 60-х годов в США и СССР были спроектированы ,изготов-

лены и запущены к Луне целый ряд АМС . Наиболее удачным для

американцев был запуск в июле 1964г. аппарата «Рейнджер-7», ко-

торый передал на Землю более 4300 высококачественных ТВ изоб-

ражений Луны , полученных перед контактом с поверхностью. По-

следнее изображение, снятое с высоты 1600 м ,охватывало площадь

30x50 м. На нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м.

В СССР впервые были созданы возможности для осуществления

мягкой посадки на Луну с созданием новых АМС серии «Луна» в

1963г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку

приборного контейнера массой 100 кг на поверхность Луны.

При запуске АМС «Луна-9» в феврале 1966г. была впервые успешно

осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного ру-

ками человека. Второй «прилунившейся» станцией стала «Луна-13».

С помощью механического грунтомера и радиационного плотноме-

ра была получена уникальная информация о плотности и составе

поверхности грунта. При запуске АМС «Луна-17» впервые была по-

ставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успеш-

ной посадки с посадочной ступени был спущен аппарат «Луноход-1»

В течении 10 мес работы «Луноход-1»,управляемый с Земли по рад-

ио, прошел по лунной поверхности более 10,5 км.

Одно из наиболее ярких светил ночного неба- покрытая облаками

планета Венера - стало одной из первых целей полетов АМС. Вперв-

ые возможность запуска АМС появилась в конце 1960г., когда в

СССР была создана первая ракета-носитель А-2-е. В феврале 1961г.

воспользовавшись «окном» для запусков к Венере СССР запустил

АМС «Венера-1», которая прошла на расстоянии 100 тыс. км от Ве-

неры и вышла на околосолнечную орбиту .

12 ноября 1965 г. была запущена, с целью достижения ее поверхности

«Венера-3». 1 марта 1965 г. станция достигла поверхности Венеры,

осуществив первый полет АМС на другую планету. В 1967 г. успеш-

ный полет совершила станйия «Венера-4», направленная непосредст-

венно на планету. На расстаянии 45000 км от Венеры от станции

отделился сферический спускаемый аппарат (СА) диаметром 1 м,

который

при входе в атмосферу планеты выдержал перегрузку до 300 g. Пара-

шютная система в дальнейшем обеспечила спуск в атмосфере,

который

продолжался 94 мин. Была принята информация о том, что на высоте

25 км температура атмосферы равна 271 гр. и давление 17-20 атм. На

поверхности планеты температура ровна 475 гр. и давление 15 атм.

Было установлено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит

из углекислого газа. В последствии были проведены несколько запус-

ков с целью погружения в атмосферу Венеры.

Первой космической станцией, запущенной к Марсу 1 ноября 1962 г.,

была советская АМС «Марс-1». США запустили в 1964 г. первые две

АМС «Маринер». Запуск «Маринер-3» оказался неудачным и через

три недели на околосолнечную орбиту был выведен «Маринер-4».

14 июля 1965 г. он пролетел на расстоянии 9600 км от Марса, не об-

наружив ни радиационных поясов, ни магнитного поля вокруг плане-

ты. Было установленно что давление у поверхности планеты состав-

ляет менее 1% земного давления над уровнем моря и сответствует

давлению в атмосфере Земли на высоте 30-35 км. На поверхности

Марса были обнаружены кратеры, аналогичные лунным.

Первая советская АМС совершившая посадку на Марс была «Марс-

2» массой 4650 кг. В составе грунта было обнаруженно: 15-20 %

кремния, 14 % железа, кальций, аллюминий, сера, титан, магний,

цезий и калий. В составе воздуха было обнаруженно 95 % углекис-

лого газа, 2,7 % азота и признаки наличия кислорода, аргона и во-

дяного пара.

К Меркурию впервые отправилась АМС «Маринер-10», первона-

чально посланная к Венере в 1973 г. 29 марта 1973 г. космический

аппарат достиг своей цели, планеты Меркурий, пройдя на расстоя-

нии 690 км от ее теневой поверхности. Во время каждого полета

проводились иследования поверхности планеты. В атмосфере Мер-

курия были найдены следы аргона, неона и гелия в триллион раз

меньшем количестве чем на Земле. Диапазон температур поверх-

ности от 510 до -210 гр., напряженность магнитного поля 1 %

земного, а масса планеты 6 % массы Земли.

Также АМС посылались к Юпитеру и Сатурну.

Человек на Луне

В соответствии с программой «Аполлон» в период с 1969 г. по

1972 г. к Луне было направлено девять экспедиций. Шесть из них за-

кончились высадкой двенадцати астронавтов на поверхность Луны

от Океана Бурь на западе до хребта Тавр на востоке. Задачи двух

первых экспедиций ограничивались полетами по селеноцентрическим

орбитам, а высадка астронавтов на Луну в одной из экспедиций была

отменена из-за взрыва кислородного бака для топливных элементов

и системы жизнеобеспечения, происшедшего через двое суток после

старта. Поврежденный КК «Аполлон-13» совершил облет Луны и бла

гополучно вернулся на Землю.

Первое место посадки было выбрано на базальтовом основании Мо-

ря Спокойствия, расположенного к востоку от центра области лун-

ных равнин. Нейл Армстронг (командир корабля) и полковник Эдвин

Олдрин (пилот лунной кабины) совершили здесь посадку в лунной

кабине (ЛК) «Орел» 20 июля 1969 г. в 20 ч 17 мин 43 с по Гринвичу.

Астронавты сделали много фотоснимков лунного ландшафта, вклю-

чая скалы и равнину, собрали 22 кг образцов лунного грунта для изу-

чения на Земле. Выйдя первым из ЛК и последним войдя в нее, Арм-

стронг провел на Луне 2ч 31мин. Во время шестой экспедиции на

Луну в декабре 1972 г. время пребывания экипажа на ее поверхности

составило 22 ч 5 мин. Длина путешествия по Луне также возросла со

100 м, которые прошли пешком первые астронавты КК

«Аполлон-11», до 35 км, которые на электрическом автомобиле про-

ехал экипаж «Аполлона-17».

Экспедиция на КК «Аполлон-17» была последней экспедицией на

Луну. За время шести посещений Луны было собрано 384,2 кг образ-

цов породы и грунта. В процессе выполнения программы исследо-

ваний был сделан ряд открытий, но наиболее важным являются сле-

дующие два. Во-первых, было установлено, что Луна стерильна, на

ней не обнаружено никаких форм жизни. Во-вторых было установле-

но, что Луна, подобно Земле, прошла через ряд периодов внутренне-

го разогрева.

Изучение Луны с помощью пилотируемых КА было закончено пос-

ле шестой успешной высадки астронавтов на ее поверхность с КК

«Аполлон-17» в декабре 1972 г.

Космические станции

Работы по созданию космических пилотируемых станций начались

в США и СССР практически одновременно - в начале 60-х годов.

Но поскольку американцы в дальнейшем основное внимание уде-

лили престижной программе «Аполлон», то от обширной прграм-

мы космических исследований помимо «Аполлона» у них остались

только орбитальная станция «Скайлэб», запущенная на орбиту 14

мая 1973 г. и космический транспортный корабль многоразового

использования «Спэйс Шаттл», который сегодня является единст-

венным дуйствующим пилотируемым КК Соединенных Штатов.

Орбитальный блок космической станции (КС) был создан на ба-

зе ракеты S-4B - третьей ступени ракеты-насителя «Сатурн-5»,

доставившей в свое время человека на Луну. Ее (ракеты) водород-

ный бак был переоборудован в просторное двухэтажное помеще-

ние для экипажа из трех человек. Полный внутренний объем КС

«Скайлэб» вместе с пристыкованным к ней модифицированным

основным блоком КК «Аполлон» - около 330 м куб. (объем не-

большого дома с двумя спальнями). Астронавты дышали смесью

кислорода с азотом при давлении 0,35 ат при температуре 21 гр. C.

За период с мая 1973 г. по февраль 1974 г. на КС «Скайлэб» рабо-

тало 3 экипажа. Последний в составе Джеральда Карра, Эдварда

Гибсона и Уильяма Поуга работал на ее борту в течение 84 суток.

11 июля 1979 г. станция вошла в плотные слои атмосферы и прек-

ратила свое существование.

В СССР работы по программе орбитальных КС начались в конце

60-х годов. 19 апреля 1971 г. на орбиту ракето-насителем «Протон»

была выведена первая в мире орбитальная КС «Салют-1». Станция

состояла из трех основных отсеков - переходного, рабочего и агре-

гатного, представлявшими из себя цилиндры диаметром 2,9 м,

4,15 м и 2,2 м соответственно. Полная длинна орбитального комп-

лекса «Салют-1» - «Союз» - 21,4 м, масса комплекса более 25 тонн.

На КС «Салют-1» отработал один экипаж в составе Г. Доброволь-

ского, В. Пацаева и В. Волкова, погибший при возращении на Зем-

лю. Через 175 суток после запуска по команде с Земли срабатали

тормозные двигатели и КС «Салют-1» упала в Тихий океан. Всего

успешно отработали на орбите семь станций серии «Салют». Пос-

ледняя из них «Салют-7» отработала до конца 1985 г.

В феврале 1986 г. в СССР была выведена в космос орбитальная

станция нового поколения «Мир». В отличие от своих предшеств-

енников, «Салютов», эта станция воплощает принципиально новый

подход к заселению около земного пространства. Если «Салюты»

служили одновременно и домом, и местом работы, «Мир» стал ба-

зовым блоком, то есть тем звеном, вокруг которого группируются

крупные специализированные КА - научные модули. В этих больших

лабораториях, насыщенных научными приборами и установками,

проводятся исследования. Станция «Мир» служит не только связу-

ющим звеном, объеденяющим различные КА в единое целое, но и

выполняет роль центра, откуда экипаж управляет всем орбитальным

комплексом. Первый модуль - астрофизическая обсерватория

«Квант» причалил к «Миру» весной 1987 г. - ненамного уступает в

размерах самой станции. Объем всей станции составляет 40 м куб.

Мы вступили лишь в четвертое десятилетие космической эры,

а уже вполне привыкли к таким чудесам, как охватившие всю Землю

спутниковые системы связи и наблюдения за погодой, навигации и

оказания помощи терпищим на суше и на море. Как о чем-то вполне

обыденном слушаем сообщение о многомесячнгой работе людей на

орбите, не удивляемся следам на Луне, снятым «в упор» фотографи-

ям далеких планет, впервые показанному КА ядро кометы. За очень

короткий исторический срок космонавтика стала неотъемлемой час-

тью нашей жизни, верным помошником в хозяйственных делах и

познании окружающего мира. И не приходится сомневаться, что

дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без ос-

воения всего околоземного пространства. Освоение космоса - этой

«провинции всего человечества» - продолжается нарастающими тем-

пами.

Литература

«Космическая техника» под редакцией К. Гэтланда.

Издательство «Мир». 1986 г. Москва.

Содержание

Начало космической эры ........................... 1

Человек в космосе ....................................... 3

Голоса из космоса ....................................... 5

Космическая метеорология ....................... 6

Изучение Земли из космоса ....................... 8

Наука о космосе .......................................... 10

Полеты АМС к Луне и планетам ............. 11

Человек на Луне ......................................... 13

Космические станции ................................ 14

Страницы: 1, 2