4 октября 1957 года произошло событие мирового значения — в Советском Союзе был успешно осуществлен .

Главная страница > Цитатник

Введение

4 октября 1957 года произошло событие мирового значения — в Советском Союзе был успешно осуществлен запуск искусственного спутника Земли. Создание спутника является выдающимся достижением творческой мысли советских ученых и конструкторов. Многочисленные коллективы ученых — специалистов в различных отраслях знаний — физики, химии, радио, электроники, металлургии, — инженеры и рабочие проделали длительную исследовательскую и экспериментальную работу, прежде чем из космоса послышались первые радиосигналы спутника.

Введение

Однако, чтобы реализовать смелые идеи русского ученого, потребовались многие годы упорной работы больших коллективов ученых, инженеров и рабочих. Необходимо было практически создать легкую и прочную конструкцию ракеты, отработать мощные и вместе с тем очень легкие ракетные двигатели, обеспечивающие десятки и сотни тонн тяги на протяжении достаточно продолжительного промежутка времени, создать весьма точную и надежно действующую систему управления полетом ракеты. Надо было, наконец, осуществить малогабаритные и легкие источники энергии и изготовить аппаратуру для связи и передачи по радио

Вопрос о возможности посылки летательного аппарата за пределы земной атмосферы теоретически был разрешен более 50 лет тому назад нашим замечательным соотечественником Константином Эдуардовичем Циолковским. Труды Циолковского положили начало новой отрасли знаний — космонавтике — науке о полетах в космическом пространстве.

Советская ракета, с помощью которой был запущен спутник, обладает высоким, непревзойденным нигде в мире, конструктивным совершенством.

результатов измерений на расстояние, а также автоматическое и телеуправляемое научное оборудование, надежно работающее продолжительное время в условиях межпланетного полета.

Ученые Советского Союза, а также целый ряд ученых зарубежных стран, неоднократно высказываясь против гонки вооружений, считают, что сейчас настало время, когда можно объединить усилия деятелей науки и техники различных стран на создание искусственного спутника Земли и переключить военный потенциал в технике ракет на мирные и благородные цели развития космических полетов.

Наши специалисты успешно разрешили сложнейший комплекс стоявших перед ними принципиально новых научно-технических проблем. Последнее стало возможным лишь благодаря исключительно высокому уровню советской науки и техники главным образом в области ракетостроения. Создание в столь короткие сроки двигательных установок, искусственного спутника и ракет-носителей было обеспечено наряду с высоким уровнем научно-технического потенциала в нашей стране, четкой и организованной совместной работой научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и промышленных предприятий. Успешный запуск спутника полностью подтвердил правильность математических расчетов и основных технических решений, принятых при создании спутника и межконтинентальной баллистической ракеты, обеспечившей доставку его на орбиту.

Последние годы в ряде стран велась усиленная подготовка к созданию искусственного спутника Земли.

Такая совместная работа ученых различных стран была бы важным вкладом в деле устранения «холодной войны» и послужила бы делу упрочения мира.

К.Э.Циолковский научно доказал, что создание вне атмосферы Земли некоторой опорной площадки позволит значительно сократить размеры космических кораблей и существенно уменьшить на них запасы топлива, которые необходимы будут для перелета на другие планеты.

Цели и задачи, преследуемые при этом, весьма разнообразны. Первоначально такой спутник рассматривали как промежуточную станцию, существенно облегчающую межпланетные полеты. Впервые эту мысль опубликовал Константин Эдуардович Циолковский, научно обосновавший принцип ракетного полета в межпланетном пространстве и гениально предсказавший все основные направления в развитии современной ракетной техники.

Такой искусственный спутник Земли можно также рассматривать как пункт, из которого можно производить очень ценные в научном отношении наблюдения вселенной и земной поверхности. Установка телескопа в межпланетном пространстве даст возможность производить интереснейшие наблюдения и увидеть то, что до сего времени было нам недоступно.

Путем многократных полетов с поверхности Земли на спутник там можно будет накопить достаточное количество энергетических ресурсов, а также сконцентрировать и подготовить к космическому полету людей, измерительные приборы и аппаратуру.

Улучшение видимости в телескоп, расположенный за пределами атмосферы, позволит найти ответы на множество вопросов, касающихся, например, строения поверхности планет, и, в частности, окончательно решить вопрос о существовании «каналов» на Марсе и о высоте его гор. Кроме того, появится возможность изучить природу бесплодной поверхности Меркурия, подвергнуть изучению поверхность Венеры, окутанной «покрывалом» из двуокиси углерода, и поверхности гигантских планет Юпитера и Сатурна.

При астрономических наблюдениях в телескоп с поверхности Земли увеличение более чем в 900 раз обычно не применяют из-за помех, возникающих в атмосфере, в виде движения отдельных струек воздуха (мерцание звезд, дробление и расплывчатость изображения светил в телескопах и т. д.). За пределами атмосферы при увеличении в 10 000 раз мы могли бы со спутника увидеть на Луне предметы, имеющие в поперечнике всего 12 м; на Марсе нам стали бы доступны детали поверхности, имеющие размеры около 1,5 км.

При возрастающей интенсивности солнечного излучения на поверхности Солнца возникают гигантские бури, сопровождающиеся дополнительным количеством ультрафиолетовых и рентгеновских излучений. Почти нет сомнения в том, что благодаря наблюдениям, проводимым с искусственного спутника, астрономы не только найдут объяснения этим солнечным бурям, но и научатся предсказывать их вперед.

Солнце, например, сфотографированное с межпланетной станции с помощью рентгеновских лучей, будет выглядеть совсем не таким, каким мы привыкли его видеть. То, что нам сейчас кажется солнечным диском, по всей вероятности, будет лишь сердцевиной большого, пушистого шара, покрытого яркими и мигающими пятнами, в то время как обычно невидимая корона окажется основным источником света.

Сейчас уже известен способ определения содержания наиболее распространенных химических элементов в огромных космических облаках газа и пыли, которые, по всей вероятности, составляют первичную материю, идущую на образование звездных миров.

Астрофизикам предстоит решить также множество новых проблем. Возможно, что они смогут открыть тайну сверхгорячих и взрывающихся звезд, определить состав атмосфер других планет, подробно изучить поверхности планет с целью определения возможности жизни на них. Они смогут также определить точную форму Земли, изучить состав больших облаков пыли и газа в космосе, сверхтяжелые ядра космического излучения и т.п.

Для определения наличия в межзвездном пространстве множества других элементов необходимо изучить далекий ультрафиолетовый свет. Благодаря радиоастрономии можно получить большое количество данных, касающихся этого вопроса, однако мы не сможем найти полного ответа на него до тех пор, пока с помощью межпланетной обсерватории и межпланетного телескопа не удалим темные пятна с нашего поля зрения.

Однако наши астрономы пока еще ограничены в способах определения многих элементов, содержащихся в этих облаках газа. Не всегда можно определить наличие даже таких наиболее часто встречающихся элементов, как, например, водород, углерод, азот и кислород, так как через атмосферу проходят лишь определенные световые лучи. Некоторые инфракрасные лучи и далекие ультрафиолетовые лучи не фиксируются аппаратурой, расположенной у поверхности Земли на дне воздушного океана.

Согласно опубликованным данным в 1953 году во время одного опыта в США при запуске ракеты на высоту от 40 до 140 км за 144 секунды было зарегистрировано 66 столкновений ракеты с мельчайшими метеоритами. Таким образом, на 1 кв. м поверхности пришлось в среднем 4,9 попадания за каждую секунду. В других опытах на отполированных металлических пластинках, после пребывания их на больших высотах, были обнаружены, под микроскопом маленькие углубления, получившиеся в результате попадания в них микрометеоритов. По вычислениям профессора К. П. Станюковича, космический корабль может встретить метеорит весом в 1 г в среднем только раз за несколько месяцев. Выше было рассказано о некоторых из многочисленных астрономических задач, которые могут быть решены с помощью искусственного спутника Земли.

В космическом пространстве находится большое количество метеоритной пыли, которая будет бомбардировать поверхность спутника. Для изучения состава пыли за оболочку спутника нужно будет выставить металлическую или стеклянную полированную пластинку. Микроанализ покажет, каким образом эта пыль пробила или исцарапала пластинку, и позволит подсчитать точное содержание метеоритной пыли в межпланетном пространстве. На основании этого же исследования можно определить с большей точностью опасность, которой может подвергнуться межпланетный корабль при встрече с метеорами во время его полета в космосе за пределами плотных слоев атмосферы.

Многие метеорологические явления, скрытые от наблюдателя на Земле, могут стать, очевидными при наблюдении их со спутника. В настоящее время метеорологи вынуждены накапливать большинство своих данных на основании крайне ограниченного числа наземных наблюдений. Полученные сведения собираются в Центральном бюро и обобщаются там с целью установления необходимых величин, характеризующих собой климатические условия. Пользуясь же искусственным спутником, можно, например, фотографировать сразу все облака над поверхностью Земли, по меньшей мере, несколько раз в сутки. Можно получить данные о ледовой обстановке и сведения о других факторах, влияющих на погоду по всему земному шару сразу.

Большое значение искусственный спутник будет также иметь для предсказания погоды. Например, недавно обнаруженная взаимосвязь между метеоритной пылью и выпадением осадков заслуживает самого тщательного дальнейшего изучения.

Пользуясь специальными пленками и другими средствами, метеоролог будет в состоянии определять содержание влаги в безоблачных участках атмосферы над Землей, и, возможно, тогда можно будет определить и температуры для большей части земного шара. Скорость и направление ветров в атмосфере Земли будет определять труднее, но и здесь с помощью последовательного фотографирования процесса образования облаков на протяжении многих лет эта информация будет неуклонно совершенствоваться. Все это вместе взятое позволит метеорологам предсказывать погоду более точно, чем это делается в настоящее время.

Несомненно, что создание такой метеорологической станции за пределами земной атмосферы приведет к коренным изменениям в теории и практике предсказывания погоды.

Долгосрочное предсказание погоды вперед на месяцы или годы может оказаться возможным лишь в том случае, если в дополнение к данным, полученным метеорологами, будут известны данные о солнечной радиации, об образовании атмосферной пыли и др.

Метеорологи смогут предвидеть погоду на несколько недель вперед, так как будет установлена взаимосвязь между большими облаками, влажностью, температурой и характером ветра.

Для дальнейшего прогресса авиации и ракетной техники необходимо также получить достоверные данные относительно некоторых особенностей высоких слоев атмосферы. Действительно ли температура там превышает 1000°С? Какое количество солнечного тепла поглощает Земля для приведения в движение больших масс воздуха и облаков, влияющих на нашу погоду? Какие условия на больших высотах влияют на нашу погоду? Под действием каких причин компас на больших высотах работает неправильно? Вполне возможно, что некоторые особые данные о действии компаса могут привести к пониманию действительной природы загадочного земного магнетизма.

В настоящее время капризы погоды приносят человечеству колоссальные убытки и бедствия. Все более и более необходимыми становятся правильные долгосрочные прогнозы погоды. Но реальное предвидение погоды может быть лишь тогда, когда метеорологи получат в свое распоряжение межпланетную станцию.

Одновременное наблюдение полета спутника с помощью двух независимых систем, регистрирующих его положение в пространстве, позволит определить точное расстояние на земной поверхности между опорными пунктами этих систем.

С помощью искусственного спутника можно будет получить новые научные данные, характеризующие форму и внутреннее строение Земли. Трудно поверить, что мы сможем больше узнать о внутреннем строении Земли, удаляясь от нее. Но это действительно так! Точную форму Земли легче будет определить, будучи на некотором расстоянии от нее, а не на самой Земле. С искусственного спутника можно будет более точно определить расстояния между различными пунктами на Земле.

Производя точные измерения орбиты спутника за более длительный промежуток времени, можно получить достоверные данные о форме Земли и распределении ее массы.

Соответствующие расчеты, например, показывают, что если допустить при определении положения спутника в пространстве ошибку в определении углов 5», а в определении времени — 0,01 секунды, то ошибка в определении координат системы на земной поверхности составит всего лишь 38 м по каждой координате. Как только будет точно установлена орбита спутника, то измеряя промежутки времени, которые понадобятся ему для пролета между определенными точками земной поверхности, можно будет также существенным образом уточнить расстояние между ними. Таким образом, благодаря спутнику можно будет внести существенные поправки в определение больших расстояний на земной поверхности.

Другой областью экспериментирования, благоприятной с точки зрения наличия спутника, будет изучение низких температур и сверхпроводимости. Температура теневой стороны спутника будет всего лишь несколькими градусами выше абсолютного нуля. При совершенном вакууме изоляция будет крайне простой, так что физикам удастся проводить обширные эксперименты в области низких температур, в условиях, гораздо более близких к условиям абсолютного нуля, чем это возможно в настоящее время на Земле.

По наблюдениям за постепенным изменением орбиты спутника и за общим временем его «жизни», можно получить данные о сопротивлении среды на больших высотах. Эти данные, в сопоставлении с некоторыми другими, позволят определить плотностъ атмосферы на этих высотах. Искусственный спутник окажет большую помощь в изучении ряда явлений не только астрономам, метеорологам и геофизикам. Он поможет физикам раскрыть тайну происхождения космических лучей. Сейчас ученые не могут воспроизвести эти лучи в лабораторных условиях. Они не могут изучить их достаточно точно и в их природной форме, так как эти лучи частично поглощаются атмосферой Земли. Благодаря искусственному спутнику физики получают возможность проводить испытания в таких условиях, о которых они I даже и не мечтали, находясь на Земле. Это будут эксперименты, поставленные в полном вакууме при отсутствии влияния силы земного тяготения, которая нарушает работу некоторых особо точных приборов. Очень немногие понимают значение недостаточности даже самого лучшего вакуума, получаемого в земных условиях. При почти идеальном вакууме, полученном в лабораториях на Земле, в 1 куб. см пространства находится много миллиардов атомов. За пределами земной атмосферы, в вакууме межпланетного пространства, содержится всего лишь менее тысячи атомов на 1 куб. см. Кроме того, эксперименты в наземных условиях с вакуумом большого объема настолько сложны, что обычно они оказываются неосуществимыми. С помощью спутника физики смогут ставить опыты в абсолютном вакууме, простирающемся на сотни километров.

Пока нет никаких сведений о том, как управлять этими ударами, для того чтобы живое существо не погибло от разрушающего действия радиации.

Одним из очень важных вопросов биологии является воздействие космических лучей на живые организмы. Действие тяжелых составляющих первичных космических лучей на живую ткань относится к категории так называемого продолжительного лучевого воздействия с растянутой дозировкой, которое характеризуется медленным, сначала незаметным, но последовательным разрушением живой ткани. Специфической особенностью такого воздействия является то, что доза полной ионизации, которая по международному официальному определению обычно остается в допустимых пределах, в действительности распределяется исключительно неравномерно. В результате этого небольшое количество клеток подвергающейся облучению ткани получает дозы ионизации, в сотни тысяч раз превышающие среднюю дозу полной ионизации. Экспериментально установлено, что такие «тяжелые ядерные удары» вызывают некоторые местные повреждения в клетке живого организма.

Опыты подъема собак и других животных на стратосферных ракетах советские ученые начали производить с 1951 года. В декабре прошлого года некоторые результаты этих опытов были доложены руководителем Института авиационной медицины А. В. Покровским в Париже на международной конференции по ракетным управляемым снарядам.

На протяжении последних лет в стратосферных ракетах неоднократно поднимали на высоту 150 км и выше различных животных — мышей, собак и обезьян — и исследовали, как на них действует заатмосферный полет в ракете. Автоматический киноаппарат снимал их поведение в кабине, а специальная аппаратура регистрировала пульс, дыхание, кровяное давление и т.п. По возвращении на землю животные, как правило, чувствовали себя прекрасно.

Для получения окончательного ответа на вопрос о том, как будет живое существо переносить пребывание в космическом пространстве, необходимо провести наблюдения над животными в течение более продолжительного периода времени. Изучение длительного влияния космических лучей на организмы за пределами атмосферы при наблюдениях в течение многих дней явится фундаментальным вкладом в науку. Наблюдения, которые будут сделаны с искусственного спутника, значительно продвинут вперед решение этой задачи и будут несравненно более эффективны, чем наблюдения, сделанные при полете воздушного шара

На стратосферной ракете поднимали также кусок консервированной человеческой кожи. По возвращении на Землю кожа не потеряла своей жизнеспособности — ее удалось привить здоровому человеку. Но при этом все же не следует забывать того, что пребывание живых организмов и клеток за атмосферой было слишком кратковременным — оно длилось всего лишь несколько минут.

Изучения влияния первичных космических лучей на организм было бы неполным, если не принимать во внимание вопрос, который в настоящее время затронули физики и о котором имеются отрывочные сведения — частотный и массовый спектры сверхтяжелых ядер.

или ракеты.

Переходя к вопросу о влиянии невесомости на живые организмы, следует отметить, что современные знания об ее физиологическом воздействии сравнительно невелики. Состояние невесомости может быть получено искусственно при свободном падении, при полете головки ракеты за пределами атмосферы без тяги или же при полете высокоскоростного самолета с работающим двигателем по искривленной в вертикальной плоскости траектории, имеющей выпуклость, направленную вверх.

Исследования, проводимые в течение продолжительного периода времени за пределами атмосферы, помогли бы собрать данные об этих тяжелых ядрах. Эти данные, в отличие от данных экспериментов с животными, можно передавать на Землю по радио. В настоящее время уже разработана специальная аппаратура для таких измерений, специальная пульсирующая ионизационная камера, снабженная чувствительной и надежной аппаратурой для анализа спектра тяжелых ядер. Такую камеру используют для регистрации наличия тяжелых ядер на предельными высотах. Для этого ее подвешивают на воздушных шарах. Использовать этот метод на искусственном спутнике Земли не представляет никаких трудностей.

Вторым по эффективности является метод полета скоростного самолета, летящего по искривленной траектории. По этому методу можно воспроизводить состояние невесомости у человека в течение примерно 30 секунд. При этом никаких физиологических нарушений или случаев гибели его до сих пор не наблюдалось. То же самое можно сказать и об опытах, проводимых в ракетах с животными — с собаками и обезьяной. Но такие выводы, учитывая непродолжительность времени для наблюдений, нельзя рассматривать как окончательные, так как в организме при более длительном воздействии на него состояния невесомости возможно некоторое нарушение функций,

Более эффективным средством является применение ракеты, так как с ее помощью можно воспроизводить состояние невесомости в течение нескольких минут. Однако в настоящее время этот способ пока еще не может быть применен для опытов с людьми из-за отсутствия полной уверенности в благополучном исходе эксперимента.

Из всего перечисленного вытекает, что возможности экспериментов со спутником практически не ограничены. Создав искусственный спутник Земли, человек сделает большой шаг вперед по пути устранения преград в науке. Ученые, узнавшие многие тайны вселенной, смогут найти дорогу к дальнейшему покорению природы.

В отсеке искусственного спутника, куда будут помещены животные, этот вопрос может быть изучен более тщательно, и успех экспериментов не будет зависеть от того, возвратится или нет животное обратно. По нескольким телеметрическим каналам смогут передаваться интересные данные о дыхании и частоте биения сердца. Также могут быть получены ценные сведения о перемещениях животных. При более продолжительном пребывании в состоянии невесомости, вероятно, могут быть исследованы и такие последствия ее влияния на человека, как, например, потеря ориентировки. В этом случае эксперименты с животными могут иметь только ограниченную ценность, хотя изучение потери ориентировки было успешно проведено при опыте с мышами во время полета их на ракетах.

Современные баллистические ракеты.

ПРОГРАММА «САТУРН-АПОЛЛОН».

ИЗ ИСТОРИИ ПОДГОТОВКИ ПЕРВЫХ КОСМОНАВТОВ.

Голованов Я.К. «Кузнецы грома».

Прототип.

Главная страница > Цитатник