«Америка» 1962 г. май (?) (№68), с.42




Запуск нескольких спутников при помощи одной ракеты был осуществлен в июне 1961 года. На снимке: Установка спутников в головной части ракеты.

АТОМ СИГНАЛИЗИРУЕТ ИЗ КОСМОСА



РИЧАРД МОНТАГЮ


В

округ Земли со скоростью более 28 000 км в час обращается впервые запущенный на орбиту ядерный генератор, питающий радиотехническую аппаратуру, которая посылает сигналы из межпланетного пространства. Этот генератор, прототип нового поколения источников электропитания, является наиболее интересной деталью «Транзита 4-А», одного из трех спутников, 29 июня прошлого года одновременно выведенных на орбиту ракетой Соединенных Штатов в целях планомерного изучения межпланетного пространства. В отличие от электрохимических и солнечных батарей, новый генератор способен не менее пяти лет поддерживать непрерывную работу двух радиопередатчиков.

С самого начала века космонавтики ученые работают над вопросом уменьшения веса и увеличения долговечности источников электропитания для спутников. Даже самые лучшие химические и солнечные батареи имеют серьезные недостатки. Вес их относительно велик, срок работы может ограничиться несколькими месяцами. Солнечные батареи хотя и долговечнее химических, но зато вырабатывают электроэнергию только тогда, когда спутник выходит из тени Земли, т. е. половину времени. Этого не всегда хватает для зарядки аккумуляторов.

Ядерный генератор Транзита 4-А, размером несколько больше апельсина, весит всего лишь два килограмма. Мощность его 2,7 ватта, движущихся частей в нем нет. Для увеличения теплоотдачи и отражения солнечных лучей внешняя медная оболочка выкрашена в белый цвет.

В центре прочного футляра помещается крошечное количество плутония-238. Футляр прекрасно сопротивляется тепловым и механическим воздействиям и на предварительных испытаниях показал, что может выдержать любые возможные неприятности на орбите. Когда Транзит 4-А, в конце концов снизившись, попадет в земную атмосферу, ядерное топливо бесследно испарится в ее верхних слоях, не причинив никому вреда. Это произойдет, однако, только лет через пятьдесят, потому что спутник движется почти по круговой орбите, в перигее приближаясь к Земле на 880 км, а в апогее удаляясь до 1000 км.

Ядерный генератор спутника, обслуживающий два радиопередатчика из имеющихся четырех, состоит в основном из ядерного топлива и термопар. В процессе атомного распада плутоний-238 нагревает и себя, и окружающую его камеру. Термопары преобразуют тепловую энергию непосредственно в электрическую. Применение в генераторе полупроводников дало возможность повысить коэффициент полезного действия и таким образом успешно использовать явление, открытое лет сто сорок назад немецким ученым Томасом Иоганном Зеебеком. Явление Зеебека заключается в возникновении электродвижущей силы в цепи, состоящей из разнородных металлов, в том случае, когда температура мест соединений или спаев этих металлов различна.

Транзит 4-Н является сорок третьим по счету спутником, запущенным в порядке проводимой Соединенными Штатами программы исследований космоса. Исследования эти уже колоссально расширили познания человека о безграничной Вселенной, простирающейся за нашим крошечным миром. Стало известно, например, что Земля окружена поясом радиации, простирающимся на несколько тысяч километров в пространство. Получены данные о составе, форме и источниках излучения ионосферы, т. е. верхнего слоя атмосферы, содержащего заряженные частицы и начинающегося на высоте примерно 80 км. На основании новых данных были уточнены и пополнены наши представления о форме Земли, о ее гравитационном и магнитном полях. Запуск спутников, наблюдающих за облачным покровом Земли, позволил по-иному подойти к вопросу о создании глобальной службы погоды.

Транзит 4-А — это только один из нескольких спутников, прокладывающих путь к организации космической навигационной службы. Он был третьим — нижним — спутником, помещавшимся в головной части ракеты длиной в 23 м и весом в 45 тонн. Два его собрата по ракете тоже были оснащены научной аппаратурой. Над Транзитом находился «Инжун», спутник цилиндрической формы, весом в 18 кг, предназначенный для исследования пояса радиации и получения сведений о полярных сияниях. Над Инжуном помещался весивший 25 кг «Греб III» — шарообразный спутник, предназначенный для измерения солнечного излучения.

Транзит 4-А весит 79 кг. У него шестнадцать граней, что делает его похожим на отрезок колонны какого-нибудь здания. Запуск его является важным шагом на пути к улучшению навигации. Космическая навигационная служба, которую обеспечат Транзит и подобные ему спутники, станет общим достоянием человечества, как уже стали им все сведения, полученные в результате проводимых США исследований межпланетного пространства.

Навигационная служба спутников типа «Транзит» использует так называемое явление Доплера, т. е, изменение частоты волн радиосигналов, которые посылаются спутником, приближающимся к различным точкам (судну, самолету и т. п.) или, наоборот, удаляющимся от них. Изменения частоты волн помогут штурманам, с помощью момента времени, определить расстояние между спутником и судном или самолетом. Зная положение спутника на орбите, соответствующее моменту времени, на протяжении которого регистрировалось явление Доплера, штурман сможет определить свое местонахождение в отношении долготы, широты и времени.

Для получения данных о положении спутника на орбите, сеть постоянных наземных станций будет вести за ним наблюдения. Полученные станциями сведения подвергнутся обработке в сборочном центре с помощью счетно-вычислительного устройства, после чего они помогут определить орбиту спутника в данный момент и послужат основой для предсказания его орбиты на следующие сутки. Предсказанная орбита будет передана на спутник и зарегистрирована его запоминающим устройством. Свежие данные спутник будет получать по крайней мере раз в сутки, что позволит его запоминающему устройству работать в ногу с временем.

Двигаясь по орбите, спутник будет передавать свои координаты и время по имеющимся в запоминающем устройстве данным и, кроме того, регулярно посылать радиосигналы, нужные штурманам для установления местонахождения по явлению Доплера. Получив эти сведения, штурманы смогут определить свои координаты с точностью до двухсот метров.

Использование новой системы навигации при помощи спутников типа «Транзит» намечается на осень 1962 года. Сердцем ее будут четыре спутника, похожих на Транзит 4-А, но значительно более усовершенствованных. Они будут обращаться вокруг Земли по равномерно распределенным орбитам. С помощью этих четырех спутников суда и самолеты, оснащенные соответствующей аппаратурой, смогут каждые 105 минут определять свое местоположение вне зависимости от метеорологических условий и расстояния от радионавигационной станции. Навигационная система Транзит будет работать почти безупречно. А ведь для судна, проходящего вблизи мелей, и для самолета, намеревающегося совершить посадку на крошечном острове, точность определения координат может быть вопросом жизни или смерти.

Транзит 4-А и два других спутника в носовой части ракеты были отделены друг от друга пружинными устройствами. Эти устройства должны были после выхода на орбиту разобщить спутников, после чего каждый должен был двигаться по собственной орбите. Один механизм, однако, отказал, поэтому Инжун и Греб остались спаренными. И тогда как Транзит 4-А совершил все, что от него требовалось, два других спутника вышли на орбиту и продолжают по ней двигаться как неразлучные сиамские близнецы. Поэтому они собрали меньше сведений о полярных сияниях и солнечной радиации, чем первоначально предполагалось.

После Транзита 4-А уже появились другие спутники. Еще больше их появится в будущем. Но этот снаряд навсегда сохранится в памяти как первый спутник, использовавший в пространстве ядерную энергию, И невольно в воображении рисуются картины будущего, когда космические корабли, не только оснащенные ядерными генераторами, но и использующие энергию атома в двигателе, помчат людей по Вселенной через необъятную пустоту межзвездного пространства.