Виктор Петров - Искусственный спутник земли

Управление полетом ракеты с помощью автономных средств навигации сводится к следующему (рис. 29).

Задатчик программы задает траекторию, по которой должна лететь ракета. Астроинерциальный ориентатор (или гироинерциальный ориентатор) и высотомер измеряют фактические координаты местонахождения ракеты относительно Земли.

Если фактическое положение ракеты отличается от заданного, то возникает разность сигналов между задатчиком программы и измерителями координат местонахождения. Эта разность координат в виде электрических сигналов подается на автопилот, который управляет рулями ракеты таким образом, чтобы возвратить ракету в заданное программой место. Конструктивные параметры автопилота обычно подбираются таким образом, чтобы процесс управления ракетой на траектории происходил плавно, без больших отклонений и с затухающими колебаниями. Процесс управления полетом ракеты по заданной траектории связан с решением ряда сложных математических задач. Решение этих задач с помощью старой вычислительной техники, основанной на применении счетно-решающих устройств непрерывного действия, приводит к тому, что объем и вес вычислительной машины может возрасти до недопустимо больших размеров, а это особенно сильно отражается на летных свойствах ракеты. На современных и перспективных ракетах предполагают устанавливать дискретные цифровые вычислительные устройства, основанные на использовании полупроводниковых элементов и кристаллических диодов и триодов. Такие вычислительные устройства позволяют решать математические задачи с неограниченной точностью, чего нельзя получить от вычислительных устройств непрерывного действия, а их конструкция может быть компактной, небольшого веса и с незначительным потреблением электроэнергии.

Мы остановились только на самых важных приборах ракеты-носителя. В действительности их может быть гораздо больше, и все процессы, связанные с управлением полета ракеты, будут значительно более сложными. Необходимо иметь в виду также, что во всех странах мира усиленно работают над отдельными типами таких приборов и над методами осуществления различных этапов управления. Приборы, которые три–четыре года тому назад считались совершенными, в настоящее время благодаря огромному прогрессу в данной области уже устарели. Можно сказать, что каждый день приносит в этой области что-либо новое.

Запуск в Советском Союзе искусственных спутников Земли мог быть осуществлен лишь с помощью совершенных, чувствительных, точных и надежных автоматических приборов управления ракетой.

В статье, опубликованной в газете «Вашингтон пост энд Таймс геральд», американцы вынуждены признать, что советские ученые создали и применили электронные компоненты и механические устройства, над которыми ученым Соединенных Штатов все еще приходится работать. Об этом убедительно говорит успешный вывод советского спутника на орбиту, при котором ни один компонент ракеты «не может сработать неправильно, не поставив под угрозу весь полет».

В Соединенных Штатах считают, что даже ошибка, равная плюс или минус одному градусу угла орбиты, привела бы к неудаче. Успешный запуск советского спутника означает, что построенный русскими электронный мозг работал безупречно в моменты полета, корректируя любые отклонения и бесперебойно отделяя различные части ракеты-носителя. По общему мнению, создание спутника навеки уничтожило «западное представление» о том, что «русские не могут сравниться с Соединенными Штатами в области электроники».

Еще до успешного запуска в СССР первых ИСЗ в ряде стран были разработаны проекты спутников.

Проекты ИСЗ отличаются друг от друга размерами, формой, высотой орбиты, назначением и т. д.

К настоящему времени в различных странах мира создано большое количество различных проектов искусственных спутников Земли и сотни проектов межпланетных станций, являющихся по существу также спутниками Земли, но стационарного типа. По назначению все искусственные спутники Земли могут быть разделены на три основных класса:

Ⅰ — малые орбитальные спутники Земли;

Ⅱ — сателлоиды;

Ⅲ — искусственные спутники Земли стационарного типа, или межпланетные станции.

Подавляющее большинство проектов спутников Земли носит фантастический характер, однако некоторые из них заслуживают подробного рассмотрения и изучения, так как они научно обоснованы, конструктивно оригинально разработаны и будут реализованы в самое ближайшее время. Не останавливаясь на подробном описании отдельных конструкций, мы все же кратко познакомим читателя с некоторыми из них.

В период Международного геофизического года СССР осуществил запуск первых в мире искусственных спутников Земли. США также запустили свой первый ИСЗ.

Некоторые американские ученые по-прежнему высказываются за создание спутника диаметром около 500 мм и весом 10 кг, который будет запущен с помощью трехступенчатой ракеты. Спутник будет делать 1 оборот вокруг Земли за 1,5 часа, двигаясь по круговой орбите на высоте 320–480 км со скоростью 29 000 км/час. Орбита должна проходить через Северный и Южный полюсы. Одна из сторон спутника должна быть все время повернута в сторону Солнца, для того чтобы освещался преобразователь солнечной энергии в электрическую, питающий научные приборы и радиостанцию, помещенные в ИСЗ. Радиосигналы со спутника, передающие результаты наблюдений, производимых приборами, будут приниматься радиостанциями многих стран мира. Предполагают, что спутник просуществует от нескольких дней до нескольких месяцев и будет виден невооруженным глазом при восходе и заходе Солнца; его точное положение, скорость и орбиту можно будет легко определять с поверхности Земли.

Первой ступенью американской составной ракеты-носителя спутника, вероятно, явится баллистическая ракета военного применения «Редстоун», второй — баллистическая высотная ракета «Аэроби-Хи». Третья ступень, т. е. собственно спутник, будет также снабжена ракетным двигателем для обеспечения необходимой орбитальной скорости.