Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Движение искусственных спутников Марса задается притяжением планеты Марс. 1971 г. был годом очередного сближения планеты Земля с Марсом. В этот период исследования планеты считаются наиболее эффективными. Великое противостояние Марса происходит приблизительно раз в 15 лет.

Космические державы не упустили такую возможность, и в мае 1971 г. были запущены две советские автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3» и американский космический зонд «Маринер-9». Все три космических аппарата впоследствии стали искусственными спутниками Марса.

Для выхода на орбиту искусственного спутника планеты аппараты были оснащены: автономной системой астронавигации, бортовым цифровым вычислительным комплексом, тормозной двигательной установкой. Автоматические станции «Марс-2», «Марс-3» и космический зонд «Маринер-9» выводились на различные орбиты, и результаты исследований были дополняющими друг друга. Одной из главных задач искусственного спутника «Марс-3» был советско-французский эксперимент под названием «Стерео», в ходе которого предполагалось детально изучить радиоизлучение Солнца.

Первыми искусственными спутниками Венеры стали советские космические аппараты серии «Венера»: «Венера-9» была запущена в 1975 г., а «Венера-10» – на 6 дней позднее. В основное оснащение спутников входили: система управления и ориентации на базе астродатчиков и бортового вычислительного комплекса; система дальней радиосвязи; система электропитания, использующая солнечные батареи для получения электроэнергии; система терморегулирования; двигательная установка, в основную задачу которой входило обеспечение перехода с межпланетной траектории на заданную орбиту искусственного спутника Венеры; разнообразная научная аппаратура для проведения исследований. Через три года был запущен американский космический аппарат «Пионер-Венера», который занял свое рабочее место на орбите в декабре 1978 г. и стал третьим искусственным спутником этой планеты. В задачи этих космических аппаратов входили: проведение научных исследований космического пространства в окрестностях Венеры, фотографирование облачного покрова в видимой и ближней УФ-области спектра, изучение свечения ночного неба Венеры.

Искусственные спутники Солнца, иначе называемые искусственными планетами, – космические аппараты, которые были выведены на орбиты вокруг Солнца, определяющим фактором движения которых является солнечное притяжение.

До 1971 г. было запущено много космических аппаратов, которые во время своей работы некоторое время являлись искусственными спутниками Солнца, так как для достижения целей эксперимента были вынуждены использовать околосолнечные орбиты.

Возможны два варианта, при которых космический аппарат покидает сферу действия Земли после движения по отрезку гиперболической орбиты, впоследствии выйдя на орбиту вокруг Солнца. Первым космическим аппаратом, который стал искусственным спутником Солнца, стала «Луна-1». Он был выведен на гиперболическую орбиту в 1959 г., на второй день после праздника Нового года. После прохождения траектории мимо планеты Луна космический аппарат «Луна-1» вышел на эллиптическую орбиту вокруг Солнца с периодом обращения 450 суток.

Другим примером являются космические аппараты, траектория которых рассчитана на пролет вблизи какой-либо планеты, в результате чего аппарат будет двигаться почти по эллиптической орбите. При сближении с планетой ее притяжение может перевести аппарат на другую эллиптическую орбиту и так далее, пока не произойдет следующее сближение с планетой. В 1974—1976 гг. были запущены немецкие космические аппараты серии «Гелиос», которые предназначены для исследования космического и околосолнечного пространства с гелиоцентрической орбиты.

Искусственный спутник Земли – космический аппарат, который вращается вокруг Земли, находясь на геоцентрической орбите. Изначально слово «спутник» использовалось для обозначения советских космических аппаратов, но в 1968—1969 гг. была реализована идея по созданию международного многоязычного космического словаря, в котором по обоюдной договоренности стран-участниц термин «спутник» стал применяться к искусственным спутникам Земли, запущенным в любой стране мира.

В соответствии с международной договоренностью космический аппарат считается спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. Для того чтобы вывести спутник на орбиту, необходимо сообщить ему скорость, равную или большую первой космической скорости. Высота полета спутника может быть различной и колеблется от нескольких сот до сотен тысяч километров.

Наименьшая высота определяется наличием процесса быстрого торможения в верхних слоях атмосферы. От высоты зависит также период обращения спутника по орбите, который варьируется от нескольких часов до нескольких суток. Применяются в научных исследованиях и для решения прикладных задач. Подразделяются на военные, метеорологические, навигационные, спутники связи и др. Существуют также спутники радиолюбительские.

Если спутник на борту имеет передающую радиоаппаратуру, какие-либо измерительные приборы, импульсные лампы, используемые для подачи сигналов, то он считается активным. Пассивные искусственные спутники Земли используются для реализации ряда научных задач и в качестве объектов наблюдения с земной поверхности.

Масса спутника напрямую зависит от задач, которые предстоит реализовать объекту запуска в околоземном пространстве, и может составлять от сотен граммов до сотен тонн.

Искусственные спутники имеют определенную ориентацию в пространстве в зависимости от поставленных задач. Так, например, вертикальная ориентация используется для спутников, основной задачей которых является наблюдение объектов на поверхности Земли и в ее атмосфере.

Для астрономических исследований спутники ориентируются на исследуемые небесные тела. Возможна ориентация отдельных элементов спутника, например антенн, на земные станции приема, а солнечных батарей – в сторону Солнца.

Системы ориентации спутников делятся на пассивные (магнитные, аэродинамические, гравитационные) и активные (системы, снабженные управляющими органами).

Последние применяются в основном на технически сложных искусственных спутниках и космических кораблях.

Первым в мире искусственным спутником Земли стал «Спутник-1». Он был запущен 4 октября 1957 г. с космодрома Байконур.

Над созданием этого космического аппарата работали ведущие ученые СССР того времени, среди которых основоположник практической космонавтики С. П. Королев, М. К. Тихонравов, М. В. Келдыш и многие другие. Спутник представлял собой алюминиевую сферу, которая имела 58 см в диаметре, массу 83,6 кг. В верхней части располагались две антенны, каждая из которых состояла из двух штырей и четырех антенн. Спутник был оснащен двумя радиопередатчиками с источниками питания. Диапазон передатчиков был таким, чтобы его передвижения могли отслеживать и радиолюбители. Он совершил 1440 оборотов вокруг Земли за 92 дня. Во время полета стало возможным по изменению орбиты спутника впервые определить плотность верхней атмосферы, помимо этого были получены первые данные по распространению радиосигналов в ионосфере. Уже 3 ноября был запущен второй, биологический, спутник Земли, который на борту, помимо улучшенной научной аппаратуры, доставил на орбиту живое существо – собаку Лайку. Общий вес спутника составил 508,3 кг. Спутник был оборудован системами терморегулирования и регенерации для поддержания условий, необходимых для жизни животного.