Наши космические пути
Шрифт:
Для решения задачи ориентации космического летательного аппарата на Солнце, как было выше выяснено, надо осуществить вращение ИСЗ вокруг двух его осей.
Конструктивно эту задачу можно решить следующим образом. С помощью чувствительного блока фотоследящей системы определяется угол рассогласования ориентируемой оси с направлением на Солнце. При этом чувствительный блок вырабатывает управляющий сигнал, который усиливается и подается на стабилизирующие элементы (то есть маховички). Последние так изменяют момент количества движения системы, чтобы ориентируемая ось снова совпадала с направлением на Солнце. В качестве чувствительного блока системы ориентации в зависимости от выбранного типа ориентира может
Самым перспективным является применение на ИСЗ фотоэлектрического элемента, так как, имея малые габариты и вес, что весьма существенно для условий спутника, он может обеспечить высокую точность ориентации.
Как мы уже отмечали, на третьем ИСЗ был установлен магнитометр, измерительный датчик которого автоматически ориентировался по направлению полного вектора земного магнитного поля. Два потенциометрических датчика, помещенных на узле ориентации, позволяли определить положение корпуса спутника относительно земного поля и скорость вращения ИСЗ вокруг собственных осей.
Эти важные данные давали возможность оценить начальные угловые скорости ИСЗ и, учитывая их, построить любой полностью ориентируемый спутник, а также решить проблему его возращения на Землю.
Угловая ориентация искусственных спутников Земли имеет, таким образом, большое значение для создания будущих более совершенных, возвращаемых на Землю спутников и межпланетных кораблей.
Ориентация на Солнце и Луну
А как же происходила ориентация межпланетной автоматической станции? Как и ракета, станция должна была иметь определенное положение в полете, автоматически определить свое место в пространстве по отношению к Солнцу и Луне. Все это осуществлялось сложной автоматической фотоследящей системой ориентации, состоящей из солнечных датчиков, располагаемых на верхнем и нижнем днищах, логических электронных устройств и управляемых двигателей. Последние ориентировали корпус автоматической межпланетной станции так, чтобы фотоаппараты, расположенные вдоль одной из ее осей, неизменно смотрели на невидимую с Земли сторону Луны.
Система ориентации АМС была включена после сближения с Луной в тот момент, когда АМС находилась в заданном положении относительно Луны и Солнца, обеспечивающем необходимые условия для фотографирования. Расстояние до Луны при этом составляло в соответствии с расчетом 60-70 тысяч километров.
В начале работы система ориентации прежде всего прекратила произвольное вращение автоматической межпланетной станции вокруг ее центра тяжести, возникшее в момент отделения от последней ступени ракеты-носителя.
Автоматическая межпланетная станция освещалась тремя яркими небесными светилами: Солнцем, Луной и Землей. Траектория ее движения была выбрана таким образом, чтобы в момент съемки станция находилась приблизительно на прямой, соединяющей Солнце и Луну. При этом наша планета должна быть в стороне от направления Солнце — Луна, чтобы не произошло ориентации на Землю вместо Луны.
Указанное положение межпланетной станции относительно небесных светил в момент начала ориентации позволило использовать такой прием: первоначально ее нижнее днище с помошью солнечных датчиков направлялось на Солнце; этим самым оптические оси фотоаппаратов направлялись в противоположную сторону — на Луну. Затем оптическое устройство, в поле зрения которого Земля и Солнце уже не могли появиться, отключало ориентацию на Луну.
После того, как было произведено экспонирование всех кадров, система ориентации выключалась. В момент выключения системы она сообщила автоматической межпланетной станции упорядоченное вращение с определенной угловой скоростью. Величина ее была выбрана так, чтобы, с одной стороны, улучшить тепловой режим, а с другой — исключить влияние вращения на работу научной аппаратуры.
Успешно проведенный советскими учеными невиданный в истории человечества эксперимент, таким образом, позволил решить целый ряд сложных задач: успешно обеспечить точный полет космического аппарата по сложной, заранее рассчитанной орбите, ориентировать станцию в космическом пространстве, осуществить радиотелемеханическую связь и передачу телевизионных изображений на огромных расстояниях.
НА ДАЛЕКОЙ ПЛАНЕТЕ ВЕНЕРА
И. ШКЛОВСКИЙ, профессор
Как многим хорошо известно, Венера покрыта густым слоем облаков. Пелена облаков там настолько плотная, что поверхность планеты совершенно под ней невидна. По этой причине астрономы почти ничего не знали о физических условиях, господствующих на поверхности Венеры. Неизвестен и до сих пор даже перрюд ее вращения вокруг своей оси. Достаточно хорошо мы знали только ее массу, размеры и характеристики ее движения вокруг Солнца (среднее расстояние от Солнца, период обращения).
Только самые верхние слои атмосферы Венеры (открытой ровно двести лет тому назад великим Ломоносовым) могли изучаться методами астрофизики. Химический состав «верхушки» венерианской атмосферы оказался сильно отличающимся от земной. Несколько лет тому назад советский астроном Козырев наблюдал свечение ночного неба Венеры. Это свечение оказалось довольно ярким. Применявшийся Н. А. Козыревым спектроскопический метод позволил выявить в этом свечении яркие полосы, по-видимому, принадлежащие молекулам азота. Таким образом, было доказано, что в атмосфере Венеры имеется азот. Это вполне естественно. В земной атмосфере азот имеет вторичное происхождение. Это означает, что он не присутствовал в атмосфере нашей планеты «изначала», а постепенно «выпаривался» из твердой коры. То же самое, по-видимому, имело место и на Венере.
Только совсем недавно в спектре атмосферы Венеры была обнаружена слабая полоса водяных паров. Совершенно ясно, что обнаружение водяных паров в верхних слоях атмосферы Венеры имеет принципиальное значение.
Все попытки обнаружить в атмосфере Венеры кислород не увенчались успехом. Отсюда можно сделать вывод, что если он там и есть, то его в тысячу раз меньше, чем в земной атмосфере.
К перечисленным выше довольно скудным сведениям о Венере следует прибавить еще данные, касающиеся измерения температуры видимого с Земли облачного слоя.
Вот, собственно, все, что было известно достоверного.
Существенное изменение произошло около двух лет тому назад, когда на помощь «оптической» астрономии пришла радиоастрономия. При помощи больших радиотелескопов и весьма чувствительной приемной аппаратуры советские и американские радиоастрономы смогли измерить поток радиоизлучения от Венеры на волнах в диапазоне 8 миллиметров, 3 и 10 сантиметров. У нас в стране наблюдения проводились А. Д. Кузьминым и А. Е. Саломоновичем на 22-метровом радиотелескопе физического института Академии наук СССР.