Книга Искусственный спутник Земли - Феликс Юрьевич Зигель

же время и они смогут с помощью телевидения заглянуть внутрь искусственного спутника и узнать, что там происходит.

Радиотелефон придает полную естественность разговорам между астронавтами и жителями Земли. Каждый будет видеть на экране телевизора лицо собеседника и слышать его голос!

Знакомясь со спутником, мы осматриваем различные его помещения. Нам попадаются комфортабельно оборудованные комнаты для отдыха, кабинеты для работы, лаборатории, склады продовольствия. В одном из отсеков оборудован вокзал. Сюда через специальный шлюз прибывают с Земли астрономы, техники, медики, — представители самых различных профессий.

Жизнь на спутнике так сложна и многообразна, что здесь для всех найдется работа.

На вокзале мы видим группу студентов астронавтического факультета МГУ. Они провели на спутнике учебную практику и сейчас возвращаются домой.

В соседнем отсеке — товарная станция. Здесь принимают грузы, прибывшие с Земли. Взамен их рейсовые ракеты получат тщательно упакованные ящики с материалами научных исследований, использованной или поломанной аппаратурой и всем тем, что нужно доставить на Землю.

Интересно энергетическое хозяйство спутника. На спутнике самым дешевым, самым выгодным видом энергии является солнечная энергия. С помощью установок, в которых главной частью будут полупроводниковые преобразователи энергии, солнечный свет даст обитателям спутника электрический ток.

Как и на Земле, солнечная энергия служит здесь основным источником жизни. Она заставляет работать разнообразные машины, она снабжает спутник чистым воздухом, водой, электрическим светом, она обеспечивает обитателям спутника спокойную, комфортабельную обстановку.

Блестят электрическими огнями окна спутника. Внутри эфирного жилища кипит жизнь, ведется напряженная работа.

Чем же занимаются обитатели первой заатмосферной станции?

Лаборатории в космосе

Человек стремится в космос не ради простого любопытства. Он хочет познать далекие небесные тела, чтобы применить затем эти знания в земной «практической» жизни. Межпланетные перелеты, посещение других планет, несомненно увеличат могущество человека, укрепят и расширят его власть над силами природы.

Искусственные спутники Земли, как уже отмечалось, будут иметь двоякое значение. С одной стороны, их используют как топливные базы, с помощью которых пассажирские ракеты доберутся до Луны, а затем и до планет. С другой стороны, в условиях безвоздушного пространства станут возможными такие научные исследования, которые в земных условиях или затруднительны или вовсе неосуществимы. Таким образом, спутники Земли можно использовать как внеземные научные станции, где будет постоянно вестись интенсивная научная работа.

Какова же программа деятельности этих космических лабораторий? Какие научные исследования можно провести с помощью искусственных спутников Земли?

Прежде всего спутники окажут большую помощь метеорологии.

Со спутника, обращающегося вокруг Земли на высоте в несколько тысяч километров, будет видна огромная часть поверхности земного шара (рис. 26). Произведем несложные расчеты.

Рис. 26. Со спутника видна значительная часть поверхности Земли.

Пусть радиус Земли равен R, а высота спутника С над Землей h. Тогда дальность горизонта, наблюдаемого со спутника, будет равна длине отрезка АС. Но из ΔАОС

С другой стороны, дуга r, измеряемая углом

, равна приближенно радиусу обозримой со спутника части поверхности Земли. Угол α может быть найден из очевидного соотношения:

Для спутника, находящегося на высоте 1000 км, дальность горизонта близка к 3700 км, а угол α близок к 30°. Учитывая, что 1° земного меридиана соответствует 111 км, находим, что радиус обозримой со спутника области приблизительно равен 3330 км.

Таким образом, в каждый данный момент наблюдатель, находящийся на спутнике, сможет следить за распределением облачности и движением отдельных облаков на огромной части поверхности Земли. Учитывая, что спутник совершает обращение вокруг Земли с периодом около двух часов, и предполагая, что его орбита проходит над полюсами Земли, легко сообразить, что с такого спутника можно обеспечить постоянную «службу погоды», т. е. наблюдения за облачностью всей земной атмосферы.

С заатмосферной метеорологической станции на Землю будут регулярно поступать радиосообщения о распределении и характере облачного покрова, о движении фронта теплых и холодных воздушных масс, о границах распространения бурь.

Искусственные спутники Земли помогут значительно увереннее предсказывать погоду, что имеет большое народно-хозяйственное значение.

Весьма интересны геофизические исследования, которые можно осуществить с применением спутников.

Геофизика, как известно, изучает физическое состояние различных оболочек Земли — атмосферы, гидросферы, литосферы. Первая из них может быть подвергнута разнообразным исследованиям. Во-первых, важно детально изучить характер и природу полярных сияний. Заатмосферные геофизики увидят эти сияния «сверху», т. е. из мирового пространства. Такая необычная позиция облегчит их исследования (так как наблюдателям не будет мешать облачный покров Земли) и, вероятно, позволит открыть ряд новых свойств этих загадочных явлений.

В связи с полярными сияниями подвергнется исследованию и магнитное поле Земли. Можно будет установить, по каким траекториям несутся вблизи Земли частицы, вызывающие полярные сияния. Тем самым будут проверены теоретические расчеты, сделанные «земными» геофизиками.

Как уже говорилось, по движению спутников Земли можно определить величину ее сжатия. Допустим теперь, что в каком-нибудь месте Земли, над которым периодически пролетает спутник, находятся неизвестные залежи полезных ископаемых.

Как это ни странно, но спутник может выступить в роли разведчика земных недр. Пролетая над районом, где в земной коре есть плотные, тяжелые породы (например, железные руды), спутник притянется к Земле сильней, чем в других частях своей орбиты. Это увеличит скорость движения спутника, что может быть обнаружено наземными наблюдателями.

Большое практическое значение имеют наблюдения за дрейфом льдов. До сих пор такого рода исследования затруднялись суровой обстановкой Арктики и Антарктики. С «меридианного» спутника (т. е. со спутника, орбита которого проходит над полюсами Земли) исследования околополярных районов станут сравнительно легкой задачей.

Особое научное значение приобретает радиосвязь между спутником и Землей. Кроме чисто служебного назначения (передача сведений с Земли на спутник и обратно) она преследует и иные цели.

Ионосфера, задерживающая значительную часть радиоволн, состоит из нескольких слоев ионизированных газов. Состояние этих слоев, их высота над Землей, толщина и пропускная способность не остаются постоянными. Солнечное излучение и другие причины порождают изменчивость ионосферы.

«Прощупывание» различных «радиоокон» в ионосфере, наблюдения за силой радиоприема, выяснение связи между явлениями на Солнце и характером радиосвязи между спутником и Землей, — таковы научные проблемы, над решением которых будут работать радиотехники и геофизики.

Нельзя при этом не упомянуть, что спутники Земли расширят возможности телевидения (рис. 27). Как известно, прием изображений по радио можно вести только в зоне прямой видимости антенны передающего телецентра. Так, например, передачи Московского телецентра можно принять лишь в тех пунктах, которые удалены от Москвы не более, чем на 200 км.

Рис. 27. Из одного телецентра с помощью четырех спутников можно