.
Меню сайта
|
К Венере и МарсуК Венере и МарсуСоветские ракеты приобретают все большую и большую мощность, а вместе с этим растет и возможность познавать окружающее нас космическое пространство. Ракета-носитель второго советского спутника могла бы доставить на Луну груз в несколько килограммов, а уже через два года к Луне была послана автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-3» с общим весом ракеты 2,5 т. Но не только мощность двигателей определяет возможности космических кораблей, не менее важно совершенствовать систему управления. Оно должно быть чрезвычайно точным. Если полет ракеты рассчитан на 8—10 км/сек, ошибка в скорости даже на несколько метров в секунду считается недопустимой. Также недопустима и ошибка на доли градуса в направлении полета. Но мало этого. Чтобы послать к Марсу или к Венере насыщенную приборами автоматическую станцию, нужно увеличить мощность ракеты или резко усложнить схему старта, т. е. стартовать со спутника, как предлагал еще Циолковский. Эта задача была блестяще решена советскими учеными и инженерами. 12 февраля 19(51 г. с тяжелого спутника, выведенного предварительно на орбиту вокруг Земли, стартовала космическая ракета с автоматической станцией «Венера-1». Когда ракета достигла заданной точки пространства с заданными направлением полета и скоростью, ее двигатель выключили. В тот же момент автоматическая станция отделилась от ракеты и начала свой свободный полет к Венере. Смысл такого сложного запуска в том, что затрата энергии на полет ракеты зависит от географической широты, на которой дан старт. Запуск ракеты с промежуточной орбиты позволил выбрать оптимальную (наивыгоднейшую) точку старта, а это дало возможность уменьшить вес топлива и соответственно увеличить вес станции. Кроме того, в этом случае ракета может достаточно долго находиться на круговой орбите. При кратковременном наблюдении удаляющейся ракеты даже электронно-счетная машина не может достаточно точно вычислить ее орбиту. Если же ракета сделает до старта несколько витков, можно провести достаточное количество измерений ее положения в пространстве и по ним вычислить орбиту ракеты с очень большой точностью. Тогда и оптимальная точка старта с орбиты будет определена точнее. При подходе к выбранной оптимальной точке тяжелый спутник был стабилизирован — «успокоен»; система ориентации так развернула его, что ракета приняла положение, соответствующее направлению старта. В точно рассчитанной точке пространства включился двигатель, и с плывущего в состоянии невесомости космического «ракетодрома» стартовала ракета, несущая к Венере автоматическую станцию весом 643,5 кг. Орбита Венеры проходит между орбитой Земли и Солнцем. Поэтому ракета должна стартовать в сторону, противоположную движению Земли, т. е. уменьшать свою скорость, чтобы «падать» в сторону Венеры. Через каждые 5 дней проводились сеансы связи со станцией, было получено много новых сведений об околосолнечном пространстве. 27 февраля 1961 г., когда наступило время очередного сеанса, войти в связь по неизвестной причине не удалось. 19—21 мая станция прошла примерно в 100 тыс. км от Венеры и стала искусственной планетой — спутником Солнца. Из ближайших планет, кроме таинственной Венеры, покрытой сплошным облачным покрывалом, наибольший интерес всегда вызывал Марс. В сильные телескопы можно увидеть на Марсе белые полярные шапки, линии «каналов» и огромные различно окрашенные области. Окраска и форма пятен на Марсе изменяются в зависимости от времени года. Новейшие спектрографические исследования дают возможность предполагать, что на планете возможно существование живых организмов.
Разгадать тайны Марса, только наблюдая его в телескоп, нельзя. Нужны полеты ракет. 1 ноября 1962 г. в Советском Союзе была запущена автоматическая межпланетная станция «Марс-1». Полет был осуществлен тем же способом, что и при запуске станции к Венере. Только орбита ее была иной. (Возможные орбиты полетов к Марсу описаны в т. 2, в ст. «Человек вышел в космос».) Осуществить полет к Марсу было сложнее, чем к Венере, из-за большего расстояния до планеты, да и вес станции был больше — 893,5 кг. Первые космические станции, начавшие исследовать околосолнечное пространство,— это полностью автоматизированные космические роботы. Они умеют регулировать температуру внутри приборных отсеков, разворачиваться и лететь в определенном положении, ориентируясь на Солнце или какую-либо звезду, направлять свои радиоантенны к Земле, а солнечные батареи — к Солнцу. В сторону исследуемой планеты станция направляет объективы фотоаппаратов и телевизионных камер, антенны радиотелескопов и исследовательских радиолокаторов и щупальца других приборов. Станция может, получив команду с Земли, запомнить ее и выполнить в заданное время. По команде с Земли на расстоянии в сотни миллионов километров на такой станции можно включить реактивный двигатель и тем самым подправить орбиту, чтобы станция подошла ближе к заданной планете. «Марс-1» оснастили обширным комплексом аппаратов. Телевизионное устройство должно было получить снимки с поверхности планеты, спектрорефлексометр — обнаруживать органические покровы, спектрограф — изучить полосы поглощения озона в атмосфере Марса, магнитометры — обнаруживать магнитные поля Марса и измерять магнитные поля в космическом пространстве. Кроме того, на станции были два вида счетчиков космических частиц, радиотелескоп, чтобы изучать космическое радиоизлучение, протонные ловушки и, наконец, датчики для регистрации микрометеоритов. Корпус станции состоял из двух герметичных отсеков — орбитального и планетного. В первом была аппаратура, работающая во время полета к Марсу; во втором — научные приборы, которые должны были включиться в непосредственной близости от планеты. Автоматическая станция напоминает огромного жука, раскинувшего во все стороны крылья солнечных батарей, усы и зонтики антенн, шары ионных ловушек и трубки магнитометров. Блестят зрачки-объективы фототелевизионной аппаратуры и корпуса других приборов. Этот «жук» ощетинился своими усами сразу же после отделения от ракеты, стартовавшей со спутника. Наибольшую нагрузку на станции несли приборы орбитального контейнера. Система ориентации обеспечивала такое положение станции, чтобы солнечные батареи все время получали энергию от Солнца. Сложная жидкостная система терморегулирования состояла из теплообменников, расположенных внутри отсеков, и полушарий-радиаторов вне корпуса станции. Разноцветные полосы полусферических радиаторов — это различные покрытия бачков, по-разному отражающие солнечные лучи, а значит, и по-разному нагреваемые Солнцем. В зависимости от температуры внутри станции нагнеталась из внешних радиаторов во внутренние холодная или теплая жидкость. Переданные из космоса измерения свидетельствовали о том, что в станции поддерживалась практически «комнатная» температура: 20—30°. Напряженно работал радиокомплекс станции. С Земли шли десятки радиосигналов, которыми последовательно включались те или иные приборы. Три радиопередатчика, работающих в метровом (1,6 м), дециметровом (32 см) и сантиметровом диапазонах (5 и 8 см), сообщали нам о скорости, направлении и местонахождении станции. Сеансы радиосвязи со станцией могли производиться через 2, 5 и 15 суток. Эти интервалы были выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечить подзарядку бортовых аккумуляторов от солнечных батарей и чтобы радиосвязь устанавливалась в то время, когда «радиовидимость» станции наилучшая. Многие сведения, переданные с «Марса-1», по-новому осветили физические процессы, происходящие в околосолнечном пространстве. Некоторые сведения были неожиданными. Отмечен чрезвычайно интенсивный поток солнечных корпускул, как бы порыв «солнечного ветра». Установлено, что несколько возросла интенсивность космического излучения со времени полета лунников. На сравнительно небольшом расстоянии от Земли датчики станции зарегистрировали неоднократные столкновения с микрометеоритами; когда же станция удалилась на несколько сотен тысяч километров, число соударений резко сократилось. 21 марта 1963 г. был проведен очередной сеанс радиосвязи на расстоянии в 106 млн. км. Но это был последний сеанс. Станция начала беспорядочно вращаться, и ее антенна не ориентировалась больше на Землю. Как показали расчеты, станция должна была пройти около Марса на расстоянии 193 тыс. км. Если бы система ориентации работала нормально, полет станции был бы подправлен ракетным двигателем. Одновременно с советской ракетой, идущей к Марсу, двигалась к Венере американская ракета «Маринер-II». Это был космический автомат такого же типа, и предназначался он для решения тех же проблем. Когда еще работал двигатель последней ступени, ракета неожиданно начала вращаться, приобрела лишнюю скорость и отклонилась от курса. Но американским ученым удалось на расстоянии 2,4 млн. км включить корректирующий двигатель и подправить полет; «Маринер-II» прошел в 37 000 км от Венеры и передал на Землю результаты научных измерений. В США в конце ноября 1964 г. запустили в сторону Марса автоматическую станцию «Маринер-IV».'•"Ориентиром служила ей звезда Канопус. В работе системы астроориентации возникли серьезные неполадки: система «хваталась» за звезды менее яркие, чем Канопус. Кроме того, несколько раз система ориентации начинала повторный поиск звезды. По предположениям ученых это происходило из-за того, что микрометеориты выбивали из корпуса станции мельчайшую металлическую пыль. Светясь в солнечных лучах, эта пыль давала яркие вспышки, которые заставляли срабатывать систему ориентации. Радиокомандами с Земли удалось исключить влияние этих факторов и заставить автоматы «ухватиться» за нужную звезду. В середине июля 1965 г. космический аппарат прошел примерно в 10 тыс. км от Марса, провел ряд физических измерений и сфотографировал загадочную планету. Десять дней «Маринер-IV» передавал по радио 21 снимок планеты. Передача каждого из них шла 8 часов 20 минут. Фотографии поверхности Марса показали, что ее структура весьма схожа с лунной. Знаменитые марсианские «каналы» пока не обнаружены. Научные приборы передали, что, как и у Луны, у Марса нет заметного магнитного поля, нет и поясов радиации. Не обнаружены также у Марса и новые спутники, кроме известных Деймоса и Фобоса. За 228 дней полета было зарегистрировано 10 солнечных вспышек, а в корпус станции ударились 190 метеоритов. Все это говорит о том, что полет человека к Марсу неизмеримо сложнее, чем полет к Луне, в котором можно руководствоваться прогнозами и выбрать период, свободный от солнечных вспышек. Вероятность встреч же с метеоритами за несколько дней полета весьма мала. 12 и 16 ноября 1965 г. в СССР были запущены в сторону Венеры две АМС — «Венера-2» и «Венера-3». Аппаратура станций была предназначена для широких научных исследований в космическом пространстве, особенно вблизи Венеры. Конструкция и состав аппаратуры обеих АМС различались незначительно.
|
ПОИСК
Block title
|