Виктор Петров - Искусственный спутник земли

Спасение результатов научных наблюдений и доставка их на Землю является одной из важнейших проблем первых ИСЗ.

Сам ИСЗ со всеми приборами, вероятно, сгорит как метеорит, врезавшись с громадной скоростью в плотные слои атмосферы.

Между тем очень желательно, чтобы спутник со всеми приборами вернулся на Землю или чтобы на Землю вернулись хотя бы приборы или части приборов, содержащие информацию, которую нельзя передать по радио. К такой информации относятся, например, спектрографические наблюдения за ультрафиолетовой и рентгеновской частью спектра Солнца и звезд, которая полностью срезается в атмосфере озоном и не наблюдается на Земле, пробы атмосферы на высоте полета ИСЗ и др. По радио на Землю будут передаваться некоторые сведения о коротковолновой части спектра, полученные с помощью фотонных счетчиков. Однако гораздо более полные и ценные сведения могут быть получены с помощью спектрографа. Этот прибор, предназначенный для установки на спутнике, будет иметь некоторые особенности. Вместо призмы, разлагающей солнечный свет на его составляющие, будет использована небольшая вогнутая решетка (радиус кривизны 40–50 см), имеющая 6000–7000 тысяч штрихов на 1 см. Если сам спутник не будет ориентирован на Солнце, то за Солнцем будет следить зеркало, направляющее его свет на щель спектрографа. Солнечный спектр будет фотографироваться на фотопленку, наматывающуюся на легкий барабан.

Все сведения о солнечном спектре будут содержаться в этой фотопленке. На Землю также необходимо передать фотопленку от фотографировавших Землю фотоаппаратов.

С помощью искусственных спутников Земли можно проводить длительные наблюдения первичного космического излучения. Наблюдая космические лучи, мы можем получить сведения о тех процессах, которые испытывают космические лучи на пути от места их зарождения.

Тем самым мы с помощью космических лучей оказываемся в состоянии зондировать окружающий нас мир.

Не подлежит сомнению, что со временем приборы, установленные на спутниках, дадут возможность непрерывно следить за первичным космическим излучением. Будут обнаружены также компоненты в составе космических лучей, которые будут давать нам сведения о Вселенной в несравнимо большем масштабе, чем известное в настоящее время космическое излучение.

Более детальные данные о процессах образования и распада частиц при ядерных взаимодействиях высокой энергии, которые могут подвести нас уже к проблемам структуры элементарных частиц [42], может дать изучение космических лучей с помощью фотопластинок с толстым слоем специально приготовленной фотоэмульсии. Для исследования космических лучей нужно пачку толстостенных пластинок на небольшой срок (не более полумесяца) поместить на интересующую нас высоту. За этот срок в эмульсии накопится достаточное количество следов, а первые следы еще не потеряют способности к проявлению.

Учитывая то, что для фотографических наблюдений не надо, чтобы ИСЗ находился на орбите очень долгое время, председатель правительственной технической группы по созданию ИСЗ в США Р. Портер предложил проект спутника, предусматривающий возвращение на Землю небольшого патрона с экспонированной пленкой. ИСЗ Ричарда Портера представляет собой шар с общим весом 9,5 кг. Этот шар Ричард Портер предполагает присоединить к тормозной ракете (рис. 65), встроенной соплом вперед в третью ступень ракеты-носителя, несущей спутник на орбиту.

Третья ступень ракеты 1 для запуска ИСЗ после выхода ее за пределы атмосферы получит вращательное движение, дающее стабилизирующий эффект с помощью крошечных ракет, установленных на этой ступени.

После этого из третьей ступени ракеты, являющейся собственно спутником Земли, выдвинется на специальном поддерживающем устройстве 2 научное оборудование ИСЗ. Научное оборудование должно быть вне толстостенной ракеты, так как она вносит искажения в измерения и работу приборов; например, под действием космических лучей в стенках ракеты возникают ливни заряженных частиц, вследствие чего космические частицы нельзя наблюдать в чистом виде. Как видно из рисунка 65, искусственный спутник Портера, кроме приборов 6 , радиоустановки и контейнера патрона под пленку 7 , имеет еще сложенный (до ⅛ его объема) шар из нержавеющей стали 5 , используемый в качестве парашюта, газобаллон 4 для наполнения шара после отделения его и тормозной ракеты. Этот спутник не имеет солнечной батареи, так как при небольшой длительности работы малогабаритные электрические батареи предпочтительнее солнечных преобразователей.

Возвращению на Землю подлежит небольшой патрон с экспонированной пленкой.

Радиостанция во время нахождения спутника на орбите сообщает на Землю данные о его положении в пространстве. Затем с Земли она принимает сигнал, по которому экспонированная пленка вводится в патрон. Сложенный шар вместе с патроном, миниатюрной радиостанцией и тормозной ракетой отделяется от третьей ступени ракеты-носителя ИСЗ. По сигналу с Земли тормозная ракета начинает действовать в точке В орбиты, отстоящей на 180° от места запуска А (рис. 66).

Это необходимо потому, что благодаря вращению вокруг продольной оси ракета сохранит положение этой оси в пространстве неизменным, и только через 180° от места запуска действие тормозной ракеты будет действительно тормозящим.

После прекращения действия тормозной ракеты в точке Б над местом запуска открывается клапан баллона с гелием, ранее сложенный шар раздувается, отделяется от тормозной ракеты и падает на Землю, неся только патрон с пленкой и крошечный радиопередатчик, дающий при спуске сигналы для облегчения нахождения места приземления.

По расчету Портера, этот шар диаметром 914 мм, сделанный из листовой нержавеющей стали толщиной 0,076 мм, с внутренним и внешним защитными слоями из политетрафторэтилена толщиной 0,02 мм, может доставить на Землю патрон с фотопленкой общим весом 227 г.