Виктор Петров - Искусственный спутник земли

Корпус спутника будет иметь два окна. Стекло одного из них специального состава будет пропускать только ультрафиолетовые лучи, материалом стекла другого окна будет служить сплав с бериллием, пропускающий только рентгеновские лучи. Внутри спутника у соответствующих окон будут установлены счетчики ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, кроме того, там будет находиться магнитометр и измеритель альбедо [25]Земли. Запись всех этих наблюдений будет производиться на магнитную ленту. Так как запасы энергии на спутнике будут весьма ограничены, то передача данных на Землю будет производиться во время каждого оборота вокруг Земли только в самый выгодный момент, когда он будет проходить над приемными станциями, расположенными вблизи северного и южного полюса. В этот момент с Земли (а возможно, и с самолета) по радио будет запущен передатчик спутника, который в течение 30 секунд передаст все данные, записанные на ленту барабана (полученные ИСЗ), пока он летел от одного полюса к другому.

Для того чтобы успеть передать всю запись, скорость вращения барабана во время передачи должна во столько же раз превышать скорость вращения его при записи, во сколько раз время, за которое спутник делает половину оборота вокруг Земли, превышает время передачи.

Мы уже говорили, что этот ИСЗ будет делать полный оборот вокруг Земли за 90 минут. Сингер считает, что такой спутник сможет просуществовать около 12 дней и, таким образом, сделает за это время около 200 оборотов вокруг Земли.

Отметим, что рассмотренный нами проект Сингера все время подвергается некоторым изменениям. Например, недавно в печати появилось краткое сообщение о том, что Сингер изменил форму спутника и что в последнем варианте он стал более компактным и представляет собою уже не шар, а цилиндр, вращающийся вокруг продольной оси с полезным грузом в 20 кг (имеются в виду только приборы).

Остановимся еще на некоторых проектах малых автоматизированных спутников Земли, имеющих специфические особенности, отличающие их от вышеописанных.

На состоявшемся в Нью-Йорке собрании общества прибористов исследовательской лаборатории военно-морского флота США была продемонстрирована модель проекта малого автоматизированного ИСЗ (рис. 32).

ИСЗ помещается в головную часть ракеты-носителя (длина ракеты 21,6 м, а вес 11 т), с помощью которой и предполагается его запустить на заранее рассчитанную орбиту с перигеем в 550 км и апогеем в 2200 км.

Проектируемый искусственный спутник Земли представляет собой шар диаметром 508 мм с общим весом 9,5 кг. Он имеет 4 выдвижные антенны 3 , представляющие собой четвертьволновые вибраторы, расположенные по сфере спутника через 90°. Все они примут рабочее положение, т. е. выдвинутся из корпуса ИСЗ наружу, в момент, когда ИСЗ будут находиться на своей заранее рассчитанной орбите.

Сообщается, что первые спутники будут иметь только передатчик «Минитрек», однако последующие модели спутников будут включать в себя как систему «Минитрек», так и телеметрическую систему. Радиопередатчик типа «Минитрек» предназначен для пеленгации спутника. Это однокаскадный генератор, собранный на одном полупроводниковом триоде и непрерывно излучающий радиосигналы.

Мощность радиопередатчика 0,01 вт, его вес вместе с батареями не превосходит 400 г. Рабочая частота передатчика (108 мггц) обеспечивает приемлемые вес и КПД генератора, с одной стороны, и достаточно малое влияние ионосферы на условия распространения радиоволн, — с другой. На предполагаемой высоте полета спутника порядка 480 км ионизированный слой газов является своеобразным окном для электромагнитных волн, имеющих частоту 108 мггц. Однако при этом будет некоторая рефракция радиоволн и при приеме сигналов наземными станциями угловая ошибка в определении положения спутника. При увеличении частоты радиоволн эта угловая ошибка может быть уменьшена, но увеличение частоты приводит к уменьшению КПД и увеличению веса передатчика.

В печати сообщалось, что инженеры научно-исследовательской лаборатории ВМФ США разработали схему, которая позволяет ставить научные эксперименты с применением телеметрической аппаратуры на разных спутниках без нарушения конструктивной основы. Вся радиоаппаратура выполнена с применением печатного монтажа. Система креплений аппаратуры спроектирована таким образом, что позволяет легко менять высоту приборов при сохранении их диаметра.

Для передачи измеренных системой телеметрии параметров предполагается использовать специальный передатчик мощностью 100 мвт, имеющий рабочую частоту 220 мгц. Модуляция в телеметрическом передатчике осуществляется по амплитуде в соответствии с сигналами кодирующего входного устройства.

Энергия телеметрического передатчика расходуется только после приема запрашиваемого импульса с Земли. Электропитание на ИСЗ осуществляется от ртутных батарей 8 . Емкость этих батарей рассчитана на две недели непрерывной работы.

Вся основная аппаратура для наблюдений и передатчик помещены в легкий изолированный цилиндр 7 , 130×75 мм, который прикреплен к внутреннему кольцу ИСЗ, как показано на рис. 32.

Для разрешения ряда научных задач на этом первом ИСЗ имеются специальные приборы. Основными из них являются:

— чувствительный микрофон 4 , воспринимающий удары метеоритной пыли о поверхности ИСЗ;

— приборы 9 , регистрирующие эрозию оболочки, возникающую в результате воздействия метеоритной пыли;

— индикатор давления 12 , регистрирующий попадания в ИСЗ метеоритов;

— электрические термометры 5 , измеряющие температуру от +150℃ до -140℃;

— газовая камера 10 , измеряющая ультрафиолетовое излучение Солнца.

Один из упомянутых термометров 5 будет измерять внутреннюю температуру спутника в диапазоне 0℃ – +80℃. Два других, на оболочке спутника, будут измерять температуру вследствие аэродинамического нагрева и изменения температуры по мере движения спутника по орбите. Аэродинамический нагрев, как ожидается, не будет превышать +150℃, а температура в разных точках орбиты будет изменяться от -40℃ до +75℃.