Виктор Петров - Искусственный спутник земли

ИСЗ позволит более детально изучить магнитное поле Земли и внести ясность в вопрос о его происхождении. Дело в том, что до последнего времени магнитное поле Земли изучалось лишь на поверхности Земли или на небольших высотах от ее поверхности. О напряженности земного магнитного поля и направлении магнитных силовых линий его на большем удалении от Земли данные отсутствовали. С помощью ИСЗ эти данные будут получены.

Математический анализ данных наземных магнитных измерений привел к выводу, что магнитное поле, наблюдаемое на поверхности Земли, состоит из двух частей: одной, вызванной источниками, находящимися внутри Земли, и другой — источниками, находящимися вне Земли.

Исследование суточных вариаций, магнитного поля Земли и связанных с ними явлений привело ученых к предположению, что внешнее магнитное поле может создаваться системами электрических токов вне поверхности Земли. Наиболее вероятным местом, где могут возникнуть такие токи, являются верхние проводящие слои земной атмосферы (ионосфера).

Предполагают также, что токи могут быть и за пределами ионосферы. Источником внеионосферных токов могут быть заряженные частицы — корпускулы, выброшенные из Солнца, захваченные магнитным полем Земли и вращающиеся вокруг Земли в плоскости ее магнитного экватора на расстоянии нескольких десятков тысяч километров от Земли. Внеионосферные токи усиливаются, когда Земля попадает в область интенсивных корпускулярных потоков, выброшенных из активных областей Солнца. Так возникают магнитные бури. Магнитное поле перемещает их в зоны полярных сияний и уменьшает интенсивность космических лучей.

Целью магнитных измерений на спутниках может быть проверка существования внеионосферных токов, получение данных об ионосферной системе токов и расширение наших знаний о главной части поля, создаваемой источниками поля внутри Земли. Измерениями на спутнике можно проверить, являются ли потоки солнечных частиц нейтральными или состоят из электрически заряженных частиц одного какого-либо знака.

Данные о поле, создаваемом внешними источниками, могут быть получены из сопоставления измеренных значений поля с теоретически вычисленными в предположении, что поле создается только источниками внутри Земли. Зная поле внешних источников на высотах, можно будет лучше оценить его роль в тех или иных геомагнитных эффектах. Не исключено, что в отдельных случаях эта роль может быть достаточно большой. В частности, возможно, что выявленное в последнее время несовпадение геомагнитных экваторов Земли, определяемых по данным наземных магнитных измерений и измерений интенсивности космических лучей, может быть вызвано действием на заряженные частицы космических лучей внешних источников поля.

Наблюдая уменьшение интенсивности больших магнитных аномалий (называемых мировыми или континентальными) с высотою, будут получены важные дополнительные сведения, на основании которых можно будет судить: находятся ли источники этих аномалий вблизи поверхности Земли или на большой глубине, соответствующей ядру Земли.

Для исследования магнитного поля Земли на поверхности ее применяются очень сложные высокочувствительные и, что существенно для ИСЗ, тяжелые приборы, называемые магнитометрами. ИСЗ будут, очевидно, оснащены магнитометрами наиболее легких конструкций.

Изучение метеоритов.В космосе носится огромное число метеоритов самых различных размеров — от гигантов весом в десятки тысяч тонн до мельчайшей метеоритной пыли.

Часть из них устремляется на Землю, но достигают ее лишь очень немногие (самые крупные), так как остальные сгорают, проходя через атмосферу. В верхних же слоях атмосферы, где силы трения, возникающие при их полете, не вызывают больших температур, при которых метеориты сгорают, они представляют большую опасность для ИСЗ и космических кораблей будущего, так как скорости их очень велики. Скорость метеоритов составляет от 1220 м/сек до 61 000 м/сек.

Ученые подсчитали, что для обеспечения безопасности спутника в течение года при условии воздействия на него лишь мелких метеоритов он должен иметь толщину обшивки из дюралюминия 1,5 мм или из нержавеющей стали — 0,6 мм. По мнению других ученых, для обеспечения продолжительности существования ИСЗ в течение нескольких лет достаточно иметь толщину стенок ИСЗ из нержавеющей стали всего 0,3 мм. Нужно заметить, что пробивная сила метеорита будет зависеть не только от его скорости, но и от его массы. Даже метеорит с ничтожной массой в 0,2 г при скорости 60 км/сек разовьет энергию, соответствующую энергии груза весом в 36 кг, падающего с высоты 10 м, причем из-за малых размеров метеорита вся эта энергия сосредоточится по существу в одной точке. Температура, развивающаяся при ударе такой частицы о корпус ИСЗ или космического корабля, сможет расплавить его стенку, и, несмотря на незначительные размеры получившегося в результате отверстия, может возникнуть авария, особенно если частота столкновений будет велика и таких повреждений будет много.

С помощью первых ИСЗ изучалась вероятность встречи космических кораблей с метеоритами, степень опасности такой встречи и меры защиты против метеоритов.

На более совершенных спутниках будут установлены также малогабаритные радиолокационные установки, которые будут наблюдать за ионизированными следами метеоритов. Такие спутники будут нести метеоритную службу. С их помощью будут предсказывать летную или нелетную «метеорную погоду» для путешественников, отправляющихся в межпланетные или межзвездные пространства.

Большое внимание уже на первых ИСЗ уделено вопросам метеоритной защиты спутника и изменениям, происходящим с металлами и другими материалами в космическом пространстве под действием интенсивной бомбардировки ионизированными частицами. Результаты таких измерений помогут создать более совершенные по свойству и качеству материалы и конструкции для строительства новых космических ракет. Установлено, что метеорная опасность для ИСЗ оказалась в действительности меньшей, чем можно было предполагать ранее.

Исследование метеорной эрозии спутника может производиться при помощи крошечных пьезоэлектрических микрофонов, вмонтированных в обшивку спутника. О деформациях и напряжениях, возникающих в конструкции ИСЗ, ученым расскажут полупроводниковые тензометры — датчики деформаций и напряжений.

Астрономические наблюдения.Одной из старейших наук на земле является астрономия. Давным-давно человечеству известны многие созвездия, звезды, планеты. После изобретения Галлилеем телескопа знания наши в этой области значительно расширились. Сейчас во многих странах мира имеются весьма совершенные телескопы, благодаря которым был открыт ряд звезд и достигнут большой прогресс в различных областях астрономии. Но если атмосфера является надежной защитой от метеоритов или вредных излучений, то для астрономов она является, к сожалению, значительной помехой в изучении небесных тел. Такие свойства атмосферы, как рассеивание света, дрожание неравномерно нагретых слоев, или то обстоятельство, что она плохо пропускает инфракрасные, ультрафиолетовые и другие лучи, очень мешает работе астрономов. Даже самые совершенные телескопы с этими помехами справиться не могут.