В 1981 г. продолжался полет в околоземном космическом пространстве орбитальной научной станции «Салют-6», успешно функционировавшей с 29 сентября 1977 г. Для доставки на станцию необходимых грузов осуществлен запуск автоматического транспортного корабля «Прогресс-12». На борту «Салюта-6» работала пятая длительная экспедиция (экипаж корабля «Союз Т-4»). Основной экипаж принял на станции две международные экспедиции посещения (экипажи кораблей «Союз-39», «Союз-40»), в состав которых входили космонавты СССР, МНР, СРР.

Выполнен комплекс научных, научно-технических и прикладных работ с применением искусственных спутников Земли (ИСЗ). Для продолжения исследований планеты Венера осуществлены запуски автоматических межпланетных станций (AMС) «Венера-13» и «Венера-14».

«Салют-6», «Прогресс-12», «Союз Т-4», «Союз-39», «Союз-40». В соответствии с программой обеспечения дальнейшего функционирования орбитальной научной станции «Салют-6» 24 января состоялся запуск автоматического грузового транспортного корабля «Прогресс-12», который спустя двое суток пристыковался к станции со стороны агрегатного отсека (АО).

В ходе совместного полета по командам с Земли была осуществлена дозаправка объединенной двигательной установки станции горючим и окислителем. С помощью двигателя «Прогресса-12» проведена коррекция орбиты комплекса.

12 марта в 22 ч на космодроме Байконур состоялся запуск космического корабля «Союз Т-4», пилотируемого экипажем в составе командира корабля В. В. Коваленка и бортинженера В. П. Савиных. После стыковки, выполненной 13 марта в 23 ч 33 мин, космонавты проверили герметичность стыковочного узла, расположенного на переходном отсеке (ПО), и затем перешли в помещение станции «Салют-6».

Научная программа работ на борту орбитального комплекса предусматривала изучение природных ресурсов Земли, технологические, астрофизические и технические эксперименты, медико-биологические исследования.

В первую неделю полета Коваленок и Савиных выполнили ряд ремонтно-профилактических работ. Они установили новый блок управления ориентацией солнечных батарей, заменили насос откачки конденсата в системе терморегулирования, устранили неполадки в телевизионной камере, комплексном физкультурном тренажере и др.

Космонавты разгрузили корабль «Прогресс-12», системой «Родник» перекачали воду в емкости станции. Была выполнена коррекция орбиты комплекса с использованием двигателя корабля «Прогресс-12». 19 марта грузовой корабль отделился от станции и перешел в автономный полет, завершившийся 21 марта.

По плану медицинских обследований экипажа проводились: эксперимент «Анкета» с целью изучения симптомов вестибулярных расстройств в условиях невесомости; первоначальное измерение массы тела космонавтов; оценка состояния мышц, нагрузка на которые в полете незначительна; исследования биоэлектрической активности сердца. Были начаты биологические эксперименты по изучению влияния факторов космического полета на развитие высших растений.

22 марта в 17 ч 59 мин на космодроме Байконур стартовал космический корабль «Союз-39», пилотируемый международным экипажем в составе командира корабля В. А. Джанибекова и космонавта-исследователя, гражданина МНР Ж. Гуррагчи. 23 марта в 19 ч 28 мин «Союз-39» пристыковался к станции со стороны АО. На околоземной орбите был создан н.-и. комплекс «Салют-6» — «Союз Т-4»— «Союз-39». На его борту космонавты Коваленок, Савиных, Джанибеков и Гуррагча в течение семи дней выполняли программу научных исследований, разработанную совместно учеными СССР и МНР. Были продолжены также исследования и эксперименты, начатые на станции «Салют-6» предыдущими экипажами. С целью изучения особенностей адаптации организма к условиям невесомости Джанибеков и Гуррагча провели ряд медицинских экспериментов, в т. ч. эксперименты «Биоритм», «Опрос», «Работоспособность», «Восприятие», «Время», «Кровообращение— спринт», «Нептун», «Воротник». В экспериментах «Биоритм», «Опрос», «Работоспособность», «Восприятие», «Время» исследовались самочувствие и работоспособность космонавтов, определялась их субъективная реакция на условия полета. В эксперименте «Кровообращение — спринт» изучалось влияние перераспределения крови в организме на состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Целью эксперимента «Нептун» являлось изучение в ходе полета изменений остроты и глубины зрения космонавтов. В эксперименте «Воротник» опробовалось одно из возможных средств борьбы с нежелательными явлениями при привыкании к невесомости. Профилактические шейные амортизаторы, создавая давление на верхнюю чясть позвоночника, способствовали ликвидации неприятных ощущений острого периода адаптации.

Значительное место в работе международного экипажа занимали геофизические исследования. Во время прохождения трассы полета орбитального комплекса над МНР Джанибеков и Гуррагча вели наблюдения и фотографирование ее территории с целью изучения геологических объектов, определения водных ресурсов и состояния пастбищ, обнаружения р-нов, перспективных на поиск полезных ископаемых. По заданиям специалистов ГДР в интересах исследования природных ресурсов и изучения окружающей среды проведены наблюдения и фотосъемка отдельных р-нов территорий ГДР и Балтийского моря.

Выполнялись эксперименты, проводившиеся ранее на «Салюте-6» др. международными экипажами: «Атмосфера», «Горизонт», «Терминатор» (изучение передаточных функций и оптических характеристик атмосферы), «Иллюминатор» (количественная оценка изменения оптических характеристик иллюминаторов станции, вызванного длительным воздействием космической среды), «Поляризация» (исследования поляризации солнечного света, рассеянного атмосферой и отраженного Землей в космическое пространство).

Проведен эксперимент «Голограмма». Его назначение — проверка возможности использования новых, более информативных методов записи и передачи изображений объектов для решения различных научно-технических задач в космосе с применением голографии. Данный эксперимент состоял из трех опытов. В двух из них осуществлялась передача голограмм по телевизионным каналам с борта станции «Салют-6» на Землю и с Земли на борт станции. Для проведения третьего опыта была создана специальная лазерная голографическая установка, позволяющая производить голографирование объекта в космической лаборатории. Космонавты осуществили съемку одного из иллюминаторов, имеющих на внешней поверхности следы попадания микрометеоров, провели съемку процесса растворения кристалла поваренной соли в условиях невесомости.

Выполнен эксперимент «Излучение» по изучению атомных ядер космического излучения методом диэлектрических детекторов.

По программе космического материаловедения проведены технологические эксперименты «Алтай-1», «Алтай-2» и «Эрдэнэт». Два первых из них велись на нагревательной установке «Сплав». Их цель — исследование процессов диффузии и массопереноса в расплаве свинца и олова («Алтай-1») и выращивание кристаллов пятиокиси ванадия в условиях микрогравитации («Алтай-2»). В эксперименте «Эрдэнэт» проводилось изучение процессов диффузии и перераспределения примесей при растворении в воде и кристаллизации сернокислой меди.

30 марта в 14 ч 42 мин после успешного выполнения программы полета космонавты Джанибеков и Гуррагча возвратились на Землю в корабле «Союз-39». Спускаемый аппарат (СА)«Союза-39» совершил мягкую посадку в 170 км юго-восточнее Джезказгана.

Коваленок и Савиных продолжили выполнение программы полета. Они собирали информацию о метеорологической обстановке в различных р-нах планеты, о ее минерально-сырьевых ресурсах, об акватории Мирового океана с целью изучения его биологической продуктивности, рыболовства и условий мореплавания, осуществляли оценку загрязненности и состояния природной среды промышленных р-нов и крупных городов. Фотоаппаратами МКФ-6М и КАТЭ-140 вели фотосъемку земной суши и Мирового океана, в частности отдельных р-нов Советского Союза (Аральского и Каспийского морей, республик Средней Азии, юга Сибири и др.), а также территории МНР.

Были выполнены эксперименты по выявлению погрешностей фотосъемки, вносимых земной атмосферой, и определению ее оптических характеристик, по отработке более эффективных методов исследования природных ресурсов Земли из космоса.

В электронагревательной печи «Сплав» осуществлены технологические эксперименты по получению в условиях микрогравитации полупроводниковых материалов (кадмий — ртуть — теллур, арсенид и антимонид галлия, галлий — висмут, германий — кремний), металлических соединений (свинец — цинк, висмут — сурьма), оптических материалов. На установке «Лотос» отрабатывалась технология получения в условиях невесомости элементов конструкций из пенополиуретана. Выполнена серия экспериментов по нанесению металлических покрытий методом испарения и последующей конденсации в условиях космического вакуума и невесомости. С помощью аппаратуры «Испаритель» осуществлялось напыление меди и серебра на образцы из титана. Цель подобных опытов заключается в отработке технологии восстановления покрытий наружных элементов конструкции космических аппаратов и создании установок для проведения этих операций.

Одной из ежедневных операций, выполнявшихся Коваленком и Савиных, являлся уход за растениями, росшими в космических оранжереях «Оазис», «Вазон», «Малахит», «Светоблок». В них космонавты поддерживали необходимые условия, регистрировали развитие гороха, лука, орхидей, арабидопсиса. На установке «Магнитогравистат» был осуществлен цикл исследований по оценке влияния неоднородного магнитного поля на ориентацию проростков креписа.

Регулярно проводились медицинские обследования членов экипажа орбитального комплекса. С использованием вакуумного костюма «Чибис» и многофункциональной регистрирующей аппаратуры «Полином-2М » велись комплексные исследования сердечно-сосудистой системы. Космонавты проводили также измерения массы тела, антропометрические измерения, определяли глубину и остроту зрения и др.

14 мая в 21 ч 17 мин на космодроме Байконур стартовал космический корабль «Союз-40», пилотируемый международным экипажем в составе командира корабля Л. И. Попова и космонавта-исследователя, гражданина СРР Д. Прунариу. 15 мая в 22 ч 50 мин «Союз-40» пристыковался к «Салюту-6» со стороны АО и после перехода экипажа в помещение станции в околоземном пространстве вновь начал функционировать н.-и. комплекс в составе орбитальной станции «Салют-6» и двух космических кораблей «Союз». В течение семи суток космонавты Коваленок, Савиных, Попов и Прунариу вели исследования и эксперименты, подготовленные совместно учеными СССР и СРР, и исследования, начатые в полетах предыдущих международных экипажей.

Задачей эксперимента «Кровообращение — пневматик» медико-биологической программы являлось получение данных, характеризующих реакцию организма космонавта в период острой адаптации к невесомости на депонирование крови в ногах путем применения пережимных манжет. С помощью изделия «Пневматик» создавались условия, характерные для организма человека, находящегося в вертикальном положении в условиях земной гравитации. Это изделие — одно из средств, наряду с вакуумным костюмом «Чибис» (проба с отрицательным давлением на нижнюю половину тела — ОДНТ), с помощью которых осуществляется профилактика неблагоприятного действия невесомости на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Важным моментом пробы с изделием «Пневматик» являлось определение оптимальных режимов его использования для улучшения состояния организма космонавтов.

В эксперименте «Рео» исследовались изменения мозгового, центрального и периферического кровообращения как в условиях покоя, так и во время выполнения разных видов деятельности на борту орбитальной станции (дозированная физическая нагрузка, использование устройства для создания ОДНТ, психическая нагрузка в условиях невесомости).

Программа эксперимента «Информация» предусматривала исследование влияния специфических факторов космического полета (большие перегрузки на отдельных этапах, невесомость, безопорное пространство, высокая ответственность работы, сознание опасности) на процессы восприятия и обработки информации. Исследования выполнялись с помощью специальных тестов, позволявших оценить различные аспекты психической деятельности человека в условиях космического полета.

В эксперименте «Баллисто» проводилась оценка сократительной функции сердца, выявлялись различные функциональные изменения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Для уточнения данных о радиационной обстановке на борту станции, о динамике нарастания дозы радиации проводился комплексный эксперимент «Биодоза». С помощью дозиметрических сборок «Интеграл» с набором детекторов космического ионизирующего излучения в различных местах рабочего помещения станции измерялись потоки и спектры тяжелых космических ионов для оценки их биологического действия. Румынский прибор «Минидоза» и венгерский «Пилле» были использованы для определения вклада в дозу радиации излучений радиационного пояса Земли.

В рамках эксперимента «Иммунитет» изучалось влияние космического полета на биологически активные вещества, влияющие на противовирусную защиту и противовирусный иммунитет космонавта. Было выполнено два вида исследований: изучалось влияние условий космического полета, в частности космических излучений и тяжелых ионов, попадающих в кабину космического корабля, на биологические препараты; определялось влияние космических излучений и тяжелых ионов на противовирусные сывороточные антитела в крови человека.

Международный экипаж выполнил также эксперименты «Оператор», «Опрос», «Работоспособность», «Досуг», «Интерферон», «Нептун», «Воротник» и др.

Научный интерес физического эксперимента «Астро» заключался в поиске и идентификации новых форм существования ядерной материи — неполностью ионизированных атомов в космических лучах или ядер с большим числом нейтронов. Румынские специалисты создали приборы «Астро-1» и «Астро-2», в которых для регистрации частиц космического излучения применен нитрат целлюлозы. Прибор «Астро-1» позволяет регистрировать ядра с энергиями 5— 10 МэВ. Космонавты поместили его в шлюзовой камере «Салюта-6» и таким образом он экспонировался в открытом космосе, что позволяло регистрировать космическое излучение без влияния стен станции. Прибор «Астро-2» работал внутри «Салюта-6». Он состоял из четырех неподвижных и одного подвижного детекторов, электронной и механической систем и электронного блока управления. Движение подвижного детектора было синхронизировано с перемещением станции по широте и это позволяло осуществить привязку регистрируемой информации к географическому положению «Салюта-6» и тем самым установить направления прилета космических частиц.

На советских электронагревательных установках «Сплав» и «Кристалл» выполнен технологический эксперимент «Капилляр», подготовленный румынскими специалистами. В этом эксперименте впервые испытывалась технология, основанная на использовании капиллярных сил для получения в космосе монокристаллов заданного профиля с равномерным распределением примесей. В капсулу с исходным материалом вставлялась матрица с продольным капиллярным зазором (1—2 мм). Расплавленный материал проникал в капиллярную полость и под воздействием капиллярных сил поднимался по зазору. При кристаллизации вещества получался монокристалл, профиль которого воспроизводил внутреннюю поверхность матрицы.

При выращивании кристаллов с примесями (например, полупроводников) важно, чтобы примесь была равномерно распределена по всему кристаллу. На равномерность распределения примесей влияет гравитация. При применении данного метода даже в земных условиях распределение примесей в кристалле улучшается вследствие капиллярного эффекта. В условиях невесомости при сильном уменьшении гравитационного ускорения (остаточная гравитация на борту станции «Салют-6» составляет одну миллионную от гравитации на поверхности Земли) специалисты ожидают увеличение подъема расплавленной массы в капилляре с существенным улучшением распределения примеси в кристалле. Повышается и однородность питания через капилляр, что позволяет получать однородные кристаллы. В эксперименте «Капилляр» капиллярный эффект изучался на примере германия в молибденовой матрице и германия с добавками галлия в такой же матрице.

В технологическом эксперименте «Нановесы» изучалось влияние космической среды (излучений, вакуума и т. д.) на конструкционные материалы. С помощью высокоточной аппаратуры, которую космонавты установили в шлюзовой камере станции, фиксировалось изменение за определенный промежуток времени массы пленки из двуокиси кремния, которая может применяться для защиты различных оптических элементов космических аппаратов.

22 мая в 17 ч 58 мин после завершения программы совместных исследований и экспериментов на борту орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз Т-4» — «Союз-40» космонавты Попов и Прунариу возвратились на Землю. СА корабля «Союз-40» совершил мягкую посадку в 225 км юго-восточнее Джезказгана.

На борту «Салюта-6» основной экипаж произвел монтаж доставленной кораблем «Союз-40» установки «Пион». На ней космонавты провели эксперименты «Дрейф», «Конвекция» (моделирование процессов тепломассообмена в расплавах внутри цилиндрических технологических ампул) и «Структура» (исследования процессов массопереноса в растворе при росте и растворении кристалла дигидрофосфата аммония — вещества, используемого в лазерной технике).

Космический рейс экипажа пятой длительной экспедиции продолжался 75 суток. Успешно выполнив запланированную программу полета на борту орбитального н.-и. комплекса «Салют-6» — «Союз», космонавты Коваленок и Савиных возвратились на Землю 26 мая в 16 ч 38 мин. СА корабля «Союз Т-4» совершил мягкую посадку в 125 км восточнее Джезказгана.

Обследования Коваленка и Савиных во время и после полета показали, что физиологические реакции космонавтов на воздействия условий полета соответствовали реакциям, наблюдавшимся в предыдущих длительных полетах, хотя и имели место некоторые индивидуальные особенности. Как и в предыдущих полетах, в первые дни ощущался прилив крови к голове. На протяжении полета оба космонавта сохраняли достаточно высокую работоспособность. Масса тела у командира максимально снижалась на 1,4 кг, у бортинженера на 3,6 кг. Электрокардиограмма изменялась несущественно по сравнению с предполетными данными. Частота сердечных сокращений у Коваленка колебалась в пределах 64—76 ударов в мин, до полета — 66—76 ударов в мин, у Савиных 62—76 ударов в мин, до полета — 56— 62 удара в мин. Пятая длительная экспедиция (как и др. длительные космические полеты) еще раз доказала, что в условиях невесомости, воздействующей до полугода, человек практически сохраняет свою трудоспособность. При этом никаких болезненных нарушений в организме человека не происходит.

За время полета орбитальной станции «Салют-6» с 29 сентября 1977 г. по 26 мая 1981 г. на ее борту работали экипажи пяти длительных экспедиций продолжительностью 96, 140, 175, 185 и 75 суток и экипажи одиннадцати экспедиций посещения. Время функционирования станции в пилотируемом режиме составило 676 суток. В совместном полете с ней были успешно проведены испытания усовершенствованного транспортного корабля «Союз Т». Полностью оправдала себя эффективная система снабжения пилотируемых комплексов с использованием грузовых кораблей «Прогресс». Проведенные ремонтно-профилактические работы позволили увеличить ресурс ряда бортовых систем и оборудования станции, значительно продлить срок ее активного функционирования.

В ходе выполнения длительной программы работ осуществлены 34 стыковки с пилотируемыми и автоматическими космическими кораблями, три выхода экипажей в открытый космос. Конструкторские и технологические решения, принятые при создании и в ходе полета станции, обеспечили надежную эксплуатацию ее в составе орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз»—«Прогресс» в течение трех лет и восьми месяцев. Экипажами космонавтов получен большой объем ценной информации, которая находит широкое применение в различных областях науки и техники. В период с марта 1978 г. по май 1981 г. на советских космических кораблях «Союз» и научной станции «Салют-6» были осуществлены полеты девяти международных экипажей. Вместе с космонавтами СССР на околоземной орбите работали космонавты ЧССР, ПНР, ГДР, НРБ, ВНР, СРВ, Республики Куба, МНР и СРР. При выполнении научных исследований, разработанных совместно учеными Советского Союза и национальных АН, использовалась аппаратура, изготовленная в странах — участницах программы «Интеркосмос». Запланированная программа совместных исследований и экспериментов на станции «Салют-6», подготовленная учеными стран социалистического содружества, полностью завершена.

Полет орбитальной научной станции «Салют-6» является важным этапом на пути создания постоянно действующих пилотируемых н.-и. комплексов и войдет в историю космонавтики как выдающееся достижение отечественной космической техники, открывающее новые перспективы в целенаправленном освоении космического пространства.

Таблица III. 1. Международный экипаж космического корабля «Союз-39» В. А. Джанибеков и Ж. Гуррагча (МНР) во время тренировки. 2. Международный экипаж космического корабля «Союз-40» Л. И. Попов и Д. Прунариу (СРР). Космонавты расписываются на борту корабля после посадки. Май. 3. Экипаж космического корабля «Союз Т-4» В. В. Коваленок и В. П. Савиных после приземления. Май.

«Космос». Продолжались запуски ИСЗ серии «Космос», в 1981 г. было запущено 94 спутника (табл.). Для исследования природных ресурсов Земли в интересах различных отраслей нар. х-ва СССР и международного сотрудничества запущены спутники: «Космос-1273, 1276, 1280, 1283, 1284, 1301, 1314».

25 апреля на околоземную орбиту был выведен ИСЗ «Космос-1267». Целью запуска являлись испытания систем и элементов конструкции перспективных космических аппаратов, а также отработка методов сборки орбитальных комплексов больших габаритов и масс. 19 июля ИСЗ «Космос-1267» осуществил стыковку с орбитальной станцией «Салют-6». Общая масса комплекса «Салют-6» — «Космос-1267» составляла ~ 34 т. По данным траекторных измерений, параметры орбиты комплекса имели следующие значения: высота в апогее — 377 км, высота в перигее — 335 км, период обращения — 91,4 мин, наклонение — 51,6°.

Рис. 1. ИСЗ «Интеркосмос-21».

29 и 30 июня с использованием двигательной установки «Космоса-1267» были проведены коррекции траектории движения космического комплекса, и он стал совершать полет на высотах 340 ÷ 400 км.

«Интеркосмос-21». В соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства 6 февраля произведен запуск ИСЗ «Интеркосмос-21» (рис. 1). Запуск осуществлен для отработки методов комплексного изучения Мирового океана и поверхности Земли, а также систем автоматического сбора научной информации с морских и наземных экспериментальных станций.

ИСЗ «Интеркосмос-21» создан на основе автоматической универсальной орбитальной станции (АУОС), разработанной для выполнения широкой программы научных и прикладных исследований. На его борту установлены научная аппаратура и телеметрическая система сбора и передачи научной информации, созданные специалистами ВНР, ГДР, СРР, СССР и ЧССР. В испытательном полете телеметрическая система спутника работала с восемью наземными абонентами, расположенными в Берлине, Будапеште, Москве, Подмосковье, Баку, Севастополе, Владивостоке и Индийском океане. При полном использовании возможностей бортовой системы она способна обслуживать наземную сеть из 256 абонентов, представляющих собой небольшие автоматаческие лаборатории, установленные на специальных буях и платформах. Эти автоматические лаборатории оснащены измерительной аппаратурой для получения геомагнитных, океанологических, гидрологических, метеорологических и др. данных, а также аппаратурой, записывающей измеряемые параметры на запоминающие устройства, емкость которых позволяет накапливать информацию в течение суток. Их можно разместить в интересующих исследователей точках планеты — в океанах, труднодоступных горных р-нах и т. п. Бортовая телеметрическая система принимает информацию от абонентов, управляет их работой и передает информацию на центральную наземную станцию или наземные станции стран — участниц эксперимента.

Комплекс научной аппаратуры ИСЗ «Интеркосмос-21» включает следующие приборы: многоканальный спектрометр для измерения абсолютного значения восходящего излучения в спектральной области 415—275 НМ (ГДР, СССР); двухполяризационный радиометр Р-225 для измерения интенсивности радиотеплового излучения системы «атмосфера — подстилающая поверхность» в диапазоне длин волн 2,25 см (СССР); трехкомпонентный магнитометр для измерения напряженности магнитного поля Земли (СССР, СРР).

С помощью научной аппаратуры спутника предполагалось исследовать возможность обнаружения с орбиты р-нов повышенной биопродуктивности и загрязнения в океане; определить оптическую толщу атмосферы в различных спектральных диапазонах; зарегистрировать границу разделов суша — вода, вода— лед, снежного покрова и др.; получить данные по термодинамической температуре поверхности океана; исследовать пространственно-временное распределение вариаций геомагнитного поля путем сопоставления данных наземных и спутниковых измерений.

«Интеркосмос-Болгария-1300». 7 августа состоялся запуск спутника «Интеркосмос-Болгария-1300». Основной задачей спутника является продолжение комплексных исследований физических процессов, происходящих в ионосфере и магнитосфере Земли.

Рис. 2. ИСЗ «Интеркосмос-Болгария-1300»: 1 — привод солнечных батарей; 2 — приборная рама; 3 — ультрафиолетовый фотометр; 4 — измеритель протонов; 5 — регистратор космических лучей; 6 — измеритель электростатических полей; 7 — солнечная батарея; 8 — оптический электрофотометр; 9 — измеритель переменных магнитных полей; 10 — измеритель ионосферной плазмы; 11 — лазерный отражатель; 12 — измеритель концентрации ионов; 13 — измеритель магнитных полей; 14 — измеритель электростатических полей; 15 — измеритель электронной температуры; 16 — измеритель дрейфа; 17 — анализатор ионов; 18 — анализатор ионов и электронов; 19 — штанговое устройство.

Конструктивно спутник выполнен в виде цилиндра со сферическими днищами, по обеим сторонам которого симметрично расположены две панели солнечных батарей (рис. 2). В нерабочем состоянии панели сложены в виде пакетов. Конструкция корпуса спутника позволяет разместить в нем научную аппаратуру и служебные системы, обеспечить необходимые углы обзора визирующим научным и служебным приборам, установить антенно-фидерные и штанговые устройства, гарантировать требуемые точность и стабильность установки осей приборов. Внутри корпуса обеспечены герметичность и сохранение тепловых режимов. При орбитальном полете спутника, когда включены системы ориентации и стабилизации, ось цилиндра направлена по радиусу-вектору Земли. На днище и на боковой поверхности приборного отсека размещены датчики и штанги (длиной 1,3; 4 и 4,5 м) научной аппаратуры, антенно-фидерные устройства (АФУ), датчики служебных систем.

Для обеспечения бортовой аппаратуры спутника электроэнергией используется солнечная батарея (СБ), работающая на освещенной стороне орбиты на нагрузку и на заряд химической аккумуляторной батареи. На теневой стороне питание потребителей осуществляется от химической аккумуляторной батареи. Напряжение бортовой сети электропитания поддерживается в пределах 25—32 В. Панели СБ автономно ориентируются на Солнце с помощью системы ориентации СБ. Электромеханическая система ориентации обеспечивает ориентацию корпуса спутника относительно орбитальной системы координат с точностью 1,0°. На спутнике дополнительно установлен датчик положения Солнца по высоте, позволяющий на освещенной стороне орбиты осуществить контроль системы ориентации по тангажу и крену с точностью не хуже 0,3°.

Управление спутником в полете осуществляется по командной радиолинии (КРЛ) с Земли и с помощью бортовой системы программного управления (БСПУ) в автоматическом режиме. БСПУ представляет собой цифровую систему с заранее заложенными программами включения научной и служебной аппаратуры спутника в режим съема информации в необходимом месте по трассе и на необходимое время, а также сброса информации над определенными пунктами приема. Выбор программы управления и ее корректировка в зависимости от режима работы и прецессии орбиты осуществляется по командам с Земли один раз в 5—7 суток. Аппаратура КРЛ обеспечивает бесподстроечное вхождение в связь с наземными передающими станциями, прием радиокоманд, расшифровку и подачу их на исполнительные устройства.

Бортовой коммутационный автомат спутника распределяет электроэнергию, получаемую от системы энергопитания, между потребителями, осуществляет защиту системы электропитания от возможных коротких замыканий в цепях энергопитания систем, управляет работой систем в соответствии с поступающими командами, осуществляет размножение и адресацию команд, выдает информацию о состоянии элементов системы.

На борту спутника установлены две радиотелеметрические системы: телеметрическая система для сбора, запоминания и передачи информации о функционировании служебной аппаратуры и многорежимная цифровая телеметрическая система для сбора, обработки, запоминания и передачи информации от научной аппаратуры. При нормальном функционировании спутника на орбите служебная телеметрическая система осуществляет передачу информации один раз в сутки и реже. Телеметрическая система передачи научных данных работает в следующих режимах: непосредственная передача информации; запоминание информации с повышенной или средней частотой опроса; воспроизведение информации.

Система терморегулирования спутника осуществляет отвод и сброс тепла в окружающее пространство, компенсирует тепловые потери подводом тепла от специального нагревателя, перераспределяет тепловые потоки, выравнивая температуру элементов или уменьшая перепад температуры между ними. В системе применяется как активное, так и пассивное регулирование процессов теплообмена.

Тепловой режим аппаратуры, установленной вне гермоотсека, обеспечивается применением пассивных средств терморегулирования: с помощью теплового контакта прибора с корпусом спутника, который имеет температуру, обеспечиваемую внутренней системой терморегулирования; применением экранно-вакуумной теплоизоляции; нанесением на корпусе приборов терморегулирующих покрытий с заданными оптическими коэффициентами. Особое внимание уделено термическим деформациям штанг в связи с необходимостью поддержания точности установки датчиков. Температурный режим штанговых устройств обеспечен пассивными средствами терморегулирования.

Для обеспечения радиосвязи с наземным командно-измерительным комплексом и передачи научной информации на спутнике установлены антенно-фидерные устройства командной радиолинии, аппаратуры орбитальных измерений, служебной телеметрической системы и телеметрической системы передачи научной информации. В комплекс научной аппаратуры ИСЗ «Интеркосмос-Болгария-1300» входили следующие приборы болгарского производства: многоканальный оптический электрофотометр (измерение временных и пространственных вариаций интенсивности эмиссий, возбуждаемых в ночном секторе верхней атмосферы Земли); анализатор низкоэнергетичных ионов и электронов (исследование дифференциального спектра и интенсивности потоков протонов и электронов в диапазоне 0,2 ÷ 15 кэВ); измеритель дрейфа ионов (измерение скорости дрейфа ионов, а также ионного состава, концентрации и температуры ионов); ультрафиолетовый фотометр (исследование временных и пространственных вариаций свечения земной атмосферы в области 1200 ÷ 2500 Ằ); прибор для измерения температуры и концентрации электронов (измерение температуры и концентрации электронов, а также плотности ионов и ионного состава ионосферной плазмы методом зонда Ленгмюра); измеритель параметров ионной компоненты плазмы (измерение температуры и концентрации преобладающих ионных компонент ионосферной плазмы и неоднородностей плазмы); счетчик протонов (измерение плотности потоков протонов с энергией от 50 кэВ до 1 МэВ); измеритель температуры электронов (измерение температуры электронов ионосферной плазмы методом двух зондов Ленгмюра); анализатор масс и энергии ионов (исследование ионного состава и энергетического распределения ионов в области масс 1 ÷ 64 а. (е) м. и диапазонах энергий: 1 ÷ 28 эВ и 0,25 ÷ 8 кэВ); измеритель электростатических полей (измерение постоянных и квазипостоянных электростатических полей в диапазоне частот 0 ÷ 1 Гц по трем взаимно перпендикулярным направлениям); измеритель магнитных полей; лазерный уголковый отражатель.

Управление научной аппаратурой осуществляется через блок автоматики, который связан со служебными системами спутника.

«Ореол-3». В соответствии с программой сотрудничества между СССР и Францией в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 21 сентября состоялся запуск ИСЗ «Ореол-3».

На борту спутника установлен комплекс научной аппаратуры весом ок. 200 кг, разработанный советскими и французскими специалистами для выполнения детальных и всесторонних измерений характеристик магнитосферно-ионосферных процессов: тепловой и сверхтепловой плазмы, авроральных частиц и частиц высоких энергий, колебаний и волн в плазме в широком диапазоне частот, дрейфовых движений плазмы и токов, свечения верхней атмосферы. Эти измерения позволяют исследовать дуги и лучи полярных сияний, явления «полярного ветра» и пучков сверхтепловых ионов, выходящих в магнитосферу из верхней ионосферы, взаимодействие магнитосферной плазмы с излучением мощных наземных передатчиков.

Рис. 3. ИСЗ «Ореол-3»

В состав комплекса научной аппаратуры входили следующие приборы: 3 авроральных фотометра и звездный фотометр для измерения свечения полярных сияний и уточнения ориентации спутника на ночной стороне орбиты (СССР); 2 электронных и 2 протонных электростатических спектрометра авроральных частиц для изучения интенсивности авроральных частиц над полярными шапками, в области главного провала ионосферы и в диффузной авроральной зоне (СССР); 2 электронных и 2 протонных канала обработки потоков информации, поступающих с перечисленных выше приборов, для измерения частотных спектров и быстропеременных вариаций электронов и протонов, возбуждающих полярные сияния (СССР, Франция); 2 спектрометра на кристаллических счетчиках для регистрации электронов и протонов средних энергий в целях измерения энергетических спектров и временных флюктуации интенсивности энергичных частиц в магнитосфере (СССР); 2 детектора для регистрации энергичных проникающих частиц (электронов с энергиями > 40 кэВ и протонов с энергиями > 0,5 МэВ), определения степени их изотропии и градиента интенсивности вблизи границы устойчивого захвата (СССР); прибор для многокомпонентных измерений в ОНЧ — диапазоне для определения формы волны с помощью набора фильтров для трех магнитных и двух электрических компонентов излучений на частотах до 1,5 кГц и для широкополосных измерений на частотах до 16 кГц (СССР, Франция); трехкомпонентный феррозондовый магнитометр для измерений напряженности геомагнитного поля и его мелкомасштабных вариаций (СССР, Франция); 2 интерферометрических импедансных зонда диапазона частот 0,1—15 мГц для измерения электронной концентрации и температуры и их мелкомасштабных флюктуаций, а также характеристик плазмы (Франция); комплекс из 24 детекторов авроральных электронов и ионов сверхтепловых и малых энергий для изучения спектров, угловых распределений и массового состава частиц (Франция); трехканальный электростатический и магнитный масс-анализатор для измерения концентрации, состава, температуры и скоростей тепловых и сверхтепловых ионов в ионосфере, изучения явления «полярного ветра» (Франция).

ИСЗ «Ореол-3» (рис. 3) создан на базе автоматической универсальной орбитальной станции. Спутник оборудован трехосной системой ориентации и стабилизации, бортовой микро-ЭВМ французского производства и системами телеметрии (одна создана советскими специалистами, другая — французскими). Солнечный, инфракрасный, магнитный и звездный датчики обеспечивают определение ориентации спутника с точностью до 1°.

Информация с ИСЗ «Ореол-3» принималась тремя советскими наземными станциями — в Норильске, Кировске и Тарусе — и шестью станциями, контролируемыми Национальным центром космических исследований Франции,— в Тулузе (Франция), Куру (Французская Гвиана), Тромсё (Норвегия), на о-ве Кергелен (в Индийском океане), Земле Адели (Антарктида) и в Сугедейре (Япония).

В августе — сентябре 1981 г., помимо ИСЗ «Ореол-3», с аналогичными научными задачами были запущены еще три спутника: «Интеркосмос-Болгария-1300» и два ИСЗ «Дайнэмик эксплорер» (США). Это позволило одновременно в различных областях околоземного пространства собирать информацию, необходимую для изучения механизма солнечно-земных и магнитосферно-ионосферных связей.

«Молния». Для обеспечения эксплуатации системы дальней телефонно-телеграфной радиосвязи, а также передач программ ЦТ СССР на пункты сети «Орбита», расположенные в р-нах Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии, и международного сотрудничества осуществлены запуски четырех спутников «Молния-1» (30 января, 24 июня, 17 ноября, 23 декабря) и четырех спутников «Молния-3» (9 января, 24 марта, 9 июня, 17 октября), обеспечивающих работу системы в сантиметровом диапазоне волн.

«Радуга». 18 марта, 31 июля и 9 октября выведены на близкие к стационарной круговые орбиты три спутника связи «Радуга» (международные регистрационные индексы спутников—«Стационар-2», «Стационар-3») с бортовой ретрансляционной аппаратурой, предназначенной для обеспечения в сантиметровом диапазоне волн непрерывной круглосуточной телефонно-телеграфной радиосвязи и одновременной передачи цветных и черно-белых программ ЦТ СССР на сеть станций «Орбита».

«Радио». 17 декабря осуществлен запуск одной ракетой-носителем шести искусственных спутников Земли — «Радио-3», «Радио-4», «Радио-5», «Радио-6», «Радио-7» и «Радио-8». Спутники серии «Радио» нового поколения созданы радиолюбителями в общественной лаборатории космической связи ДОСААФ СССР и являются дальнейшим развитием технических идей, заложенных при создании ИСЗ «Радио-1» и «Радио-2». До 60 радиолюбителей одновременно могут пользоваться бортовыми ретрансляторами спутника.

Принципиальным отличием данных ИСЗ серии «Радио» от прежних советских и зарубежных радиолюбительских ИСЗ является то, что на борту установлен робот-оператор, с которым радиолюбители могут проводить связи.

На борту спутников имеются также автоматические устройства — «доска объявлений». С наземного пункта управления на «доску» записывается необходимая для радиолюбителей информация, например о расписании работы спутника или параметрах его орбиты. На борту каждого спутника установлена телеметрическая система. Во многих точках орбиты она измеряет температуру, давление, электрическое напряжение и с помощью обычных знаков телеграфной азбуки передает данные на Землю. Характерной особенностью этой системы является то, что для работы с ней можно применять обычный любительский приемник. Система энергопитания, включающая в себя солнечные и химические батареи, должна обеспечить двухлетний срок активного существования спутников.

Управление работой спутников, прием и обработка поступающей информации осуществляются наземными приемно-командными пунктами ДОСААФ, которые также созданы творческими коллективами радиолюбителей.

Спутники «Радио» имеют международный регистрационный индекс «PC».

«Метеор-2». 15 мая произведен запуск очередного метеорологического спутника Земли «Метеор-2». На борту спутника установлены комплексы аппаратуры для получения глобальных изображений облачности и подстилающей поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах спектра как в режиме запоминания, так и в режиме непосредственной передачи, а также радиометрической аппаратуры для непрерывных наблюдений за потоками проникающих излучений в околоземном космическом пространстве.

«Метеор-природа». 10 июля осуществлен запуск ИСЗ «Метеор-природа». Основной задачей спутника являлось получение информации для продолжения исследования природных ресурсов Земли, отработка методов дистанционных измерений параметров подстилающей поверхности и атмосферы.

На борту спутника установлена советская и болгарская научная аппаратура. Советский комплекс приборов включает сканирующую телевизионную аппаратуру для получения изображений поверхности Земли и экспериментальный трехканальный микроволновый радиометр. В составе телевизионной аппаратуры два многоспектральных сканирующих устройства: одно имеет разрешающую способность 800 м и четыре спектральных канала в диапазоне 500—1100 нм, другое — разрешающую способность 250 м и два спектральных канала в том же диапазоне длин волн. Радиометр работает на волнах 0,8; 1,35 и 1,6 см.

Комплекс научной аппаратуры, разработанный и изготовленный болгарскими специалистами по программе «Болгария-1300», включает в себя: 32-канальный спектрометр, работающий в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра; одноканальный микроволновый радиометр (рабочая длина волны 4 см); вычислительную систему для регистрации и предварительной обработки информации.

ИСЗ «Метеор-природа» создан на базе ИСЗ «Метеор-2». Он имеет: систему ориентации спутника на Землю; систему энергоснабжения с автономной ориентацией солнечных батарей на Солнце; систему коррекции орбиты, радиосистему для точного измерения элементов орбиты; радиотелеметрическую систему передачи на Землю данных о работе бортовой аппаратуры.

«Искра». 10 июля одновременно со спутником «Метеор-природа» ракета-носитель вывела на орбиту с близкими параметрами малый спутник «Искра», предназначенный для изучения диффузионных и тепловых процессов в невесомости. ИСЗ «Искра» создан студенческим КБ Московского авиационного ин-та им. Серго Орджоникидзе. Габариты спутника 1300 X 900 X 700 мм. Масса — 35 кг.

Рис. 4. Индийский ИСЗ «Бхаскара-2».

«Бхаскара-2». В соответствии с программой сотрудничества между СССР и Республикой Индией в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 20 ноября в Советском Союзе с помощью советской ракеты-носителя осуществлен запуск индийского спутника «Бхаскара-2» (рис. 4). Как и ИСЗ «Бхаскара» (см. Ежегодник БСЭ 1980 г., с. 472), запущенный в 1979 г., ИСЗ «Бхаскара-2» предназначен для исследования природных ресурсов с помощью телевизионной аппаратуры и микроволновых радиометров, разработанных и изготовленных специалистами Индии. Его вес — 436 кг. Спутник выведен на орбиту с высотой перигея 514 км, высотой апогея 557 км и наклонением 50,7°; начальный период обращения 95,2 мин.

Он создан при научно-технической помощи Советского Союза. В подготовке спутника к запуску принимали участие специалисты Индии.

Автоматические станции для исследования планет АМС «Венера». В соответствии с программой исследования космического пространства и планет Солнечной системы 30 октября и 4 ноября осуществлены запуски двух аналогичных по конструкции и назначению космических станций: АМС «Венера-13» и АМС «Венера-14». Основной целью запуска станций являлось продолжение научных исследований планеты Венера. В процессе полета станций по трассе Земля — Венера проводились исследования рентгеновского, гамма-излучений и магнитных полей в космическом пространстве, характеристик солнечного ветра, космических лучей и межпланетной плазмы. На станциях наряду с советской научной аппаратурой были установлены приборы, созданные учеными Франции и Австрии.

АМС «Венера-13» достигла окрестностей планеты Венера 1 марта 1982 г. Спускаемый аппарат станции вошел в плотные слои атмосферы и совершил мягкую посадку в равнинной местности к востоку от области Феба.

5 марта 1982 г. приблизилась к цели и АМС «Венера-14». Ее спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на поверхность Венеры на расстоянии ок. 1000 км от места посадки СА станции «Венера-13», в р-не, расположенном восточнее области Феба.

В ходе полета спускаемых аппаратов в атмосфере Венеры и после их посадки на ее поверхность проводились комплексные научные исследования. Были осуществлены эксперименты по изучению химического и изотопного состава атмосферы и облаков, структуры облачного слоя, рассеянного солнечного излучения, а также регистрация электрических разрядов в атмосфере.

С помощью установленных на спускаемых аппаратах грунтозаборных устройств проведены бурение поверхностного слоя, взятие проб грунта и его анализ с целью определения элементного состава пород в двух р-нах планеты.

Научно-технические эксперименты и исследования на поверхности, проводившиеся в сложных условиях высоких температур и больших давлений (СА «Венера-13»: t окружающей среды 457°С, давление 89 атм; СА «Венера-14»: t окружающей среды 465°С, давление 94 атм), включали передачу панорамных изображений окружающей местности через цветные светофильтры, измерение электропроводности, физико-механических свойств грунта и т. д.

СА станции «Венера-13» функционировал на поверхности планеты 127 мин, СА станции «Венера-14» — 57 мин (расчетное время — 32 мин). Данные о работе систем и научных приборов спускаемых аппаратов принимались на борту межпланетных станций «Венера-13» и «Венера-14» и ретранслировались на Землю.

В ходе дальнейшего полета станций по гелиоцентрическим орбитам продолжались научные исследования, начатые на межпланетных трассах Земля — Венера.

* Space Shuttle — космический челнок.

В 1981 г. после шестилетнего перерыва в США возобновились пилотируемые космические полеты: состоялись первые два испытательных полета МТКК «Спейс шаттл».

Разрабатываемая с 1972 г. программа «Шаттл» с самого начала практически полностью была подчинена интересам Пентагона. За эти годы стоимость МТКК «Спейс шаттл» возросла вдвое и превысила 10 млрд. долларов. Пентагон также рассчитывает использовать челночные корабли для регулярного вывода в космос спутников-шпионов и другого тяжелого военного оборудования. МТКК «Спейс шаттл» предназначен для вывода космических объектов на геоцентрические орбиты высотой 200—500 км, проведения на орбите научных исследований, технических экспериментов, главным образом военного характера, обслуживания обращающихся по орбите космических объектов (монтажные и ремонтные работы), доставки на Землю результатов исследований и экспериментов с борта этих объектов, а также для доставки на Землю самих объектов с целью ремонта или модификации с последующим повторным выводом на орбиту. МТКК является одним из элементов так называемой «космической транспортной системы», которая включает в себя также межорбитальные буксиры для перевода полезной нагрузки, выведенной в МТКК на низкую геоцентрическую орбиту, на более высокую геоцентрическую орбиту вплоть до стационарной или на межпланетную (лунную) траекторию.

Максимальная расчетная полезная нагрузка МТКК 29,5 т при выводе со стартового комплекса на мысе Канаверал (шт. Флорида) на круговую орбиту высотой 185 км с наклонением 28°; максимальная полезная нагрузка, доставляемая с орбиты на Землю, 14,5 т. Длина отсека полезной нагрузки 18,3 м, диаметр — 4,6 м. Номинальная длительность орбитального полета 7 суток, максимальная численность экипажа 7 человек, в т. ч. до 4 человек экспериментаторов, не являющихся профессиональными космонавтами. Экипаж совершает полет без скафандров, в которые космонавты облачаются только для выхода в открытый космос. Перегрузки на всех участках полета не превышают 3 ед. В помещении для космонавтов двухгазовая атмосфера (20% О₂ и 80% N₂) при давлении 1 ат.

Масса МТКК ~2000 т, длина 56 м. Он выполнен по двухступенчатой схеме с параллельным расположением ступеней (рис. 1). Первой ступенью служат два твердотопливных ускорителя (масса каждого 586 т, длина 45,5 м, диаметр 3,7 м, тяга на уровне моря 1315 т). Вторая (орбитальная) ступень крылатая пилотируемая (масса с полезной нагрузкой 114 т, длина 37,2 м, размах крыла 23,8 м). Орбитальная ступень оснащена тремя маршевыми водородо-кислородными ЖРД тягой по 170 т на уровне моря, двумя ЖРД маневрирования (тяга по 2,7 т), 38 основными ЖРД ориентации (тяга по 395 кг) и 6 верньерными ЖРД ориентации (тяга по 11,3 кг). ЖРД маневрирования и ЖРД ориентации работают на монометилгидразине и четырехокиси азота.

На орбитальной ступени предусмотрена комплексная система навигации, наведения и управления, способная работать как в автоматич., так и в ручном режимах. В состав системы входят инерциальные измерит, блоки, акселерометры, скоростные гироскопы, связанные с корпусом, пять БЦВМ, ИК датчики горизонта, звездные датчики, датчики воздушных параметров, радиовысотомер, оборудование радионавигац. системы «Такан» и радиосредства обеспечения автоматич. посадки. Пилоты используют ручки управления и педали. В системе терморегулирования предусмотрены контур циркуляции хладагента, радиаторы, теплоизоляция и нагреватели. Теплозащиту при входе в атмосферу обеспечивают плитки из кварцевого волокна, на особо нагревающихся участках (носок и передние кромки крыла) — материал «углерод-углерод», а на наименее нагревающихся участках — специальный войлок. Для электропитания бортового оборудования служат водородо-кислородные топливные элементы (три батареи с пиковой мощностью по 10 кВт и средней 7 кВт) и аккумуляторные батареи. В гидравлической системе используются газотурбинные силовые установки, работающие на гидразине.

Рис. 1. МТКК «Спейс шаттл» (вывоз на стартовую позицию): 1 — твердотопливные ускорители, 2 —орбитальная ступень, 3 — подвесной топливный бак.

Жидкий водород и жидкий кислород для маршевых ЖРД хранятся в подвесном топливном баке (масса в заправленном состоянии 743 т, длина 47 м, диаметр 8,4 м). Орбитальная ступень рассчитана на 100 полетов, твердотопливные ускорители — на 20, подвесной топливный бак одноразовый.

МТКК стартует вертикально (рис. 2). Первоначально включаются маршевые ЖРД орбитальной ступени, а спустя ~3 сек — твердотопливные ускорители. На высоте ~ 40 км ускорители отделяются и совершают парашютную посадку в океан. Специальные суда буксируют их на стартовый комплекс, а оттуда они доставляются на завод для восстановительного ремонта и снаряжения топливом для повторного полета. После отделения ускорителей маршевые ЖРД продолжают работать и доводят скорость почти до орбитальной. Подвесной бак отделяется, движется по баллистической траектории, совершает вход в атмосферу и разрушается. ЖРД маневрирования обеспечивают доведение скорости до орбитальной, последующие коррекции орбиты и торможение орбитальной ступени для возвращения на Землю. Для управления на участке возвращения на Землю служат элевоны и руль направления. Последний служит также воздушным тормозом. Обеспечивается возможность маневра по боку примерно до ±2000 км, по дальности до 11 000 км. Орбитальная ступень совершает «самолетную» посадку на колесное шасси на полосу длиной ~4500 м в районе стартового комплекса на мысе Канаверал.

Рис. 2. Расчетная последовательность событий при полете МТКК «Спейс шаттл»: 1 — старт; 2 — отделение ускорителей; 3 — выключение маршевых ЖРД орбитальной ступени; 4 — отделение подвесного топливного бака; 5 — первое включение ЖРД маневрирования; 6 — второе включение; 7 — третье включение; 8 — четвертое включение и перевод на конечную орбиту; 9 — полет по конечной орбите; 10 — включение ЖРД маневрирования на торможение для обеспечения схода с орбиты; 11 — вход в атмосферу; 12 — посадка орбитальной ступени.

Первый испытательный полет МТКК «Спейс шаттл» начался 12 апреля 1981 г. и длился 54 ч 20 мин 52 сек (36,5 витка по орбите). Космонавты: Джон Янг (это его 5-й космический полет) и Роберт Криппен (опыта космических полетов не имел). В составе МТКК использовался первый летный образец орбитальной ступени, получивший название «Колумбия». МТКК стартовал с комплекса на мысе Канаверал. Орбитальная ступень совершила посадку на полосу, оборудованную на дне высохшего озера на базе ВВС Эдуарде, шт. Калифорния (посадку на полосу близ стартового комплекса ступень впервые должна совершить при первом эксплуатационном полете в ноябре 1982 г.).

Осмотр с помощью бортовой телекамеры показал, что отвалилось неск. теплозащитных плиток на гандолах с двигателями маневрирования в хвостовой части корабля, а также отмечались незначительные сбои в показаниях некоторых приборов. В целом полет оправдал ожидания конструкторов. Полезной нагрузки МТКК не нес, за исключением комплекта приборов для контроля параметров бортовых систем и определения аэродинамических коэффициентов. Задачами полета были демонстрация летных характеристик МТКК и испытания бортовых систем, в первую очередь на участках выведения и возвращения на Землю.

Второй испытательный полет начался 12 ноября 1981 г. (с отсрочкой на неделю, вызванной серьезными техническими неполадками). Он был рассчитан на 124 ч, но примерно через 6 ч после запуска появилась неисправность в одной из трех батарей водородно-кислородных топливных элементов, которые обеспечивали корабль электроэнергией. В связи с техническими неполадками полет был сокращен до 54 ч 13 мин 10 сек. По этой причине астронавтам не удалось полностью осуществить намеченную программу экспериментов. Космонавты: Джо Энгл и Ричард Трули (оба опыта космических полетов не имели). Использовалась орбитальная ступень «Колумбия». МТКК стартовал с комплекса на мысе Канаверал, орбитальная ступень совершила посадку на базе Эдуардс.

В 1981 г. за рубежом выведены на орбиты 30 автоматических ИСЗ, в т. ч. 15 американских (два DE, один SME, один «Комстар», один SBS, один «Сатком», один «Флитсатком», один GOES, один NOAA, один «Нова» и пять секретных спутников), 3 японских («Кику-3», «Химавари-2» и «Хинотори»), 3 китайских, 2 индийских («Рохини-2» и «Эппл»)*, 1 английский («Уосат»), 4 западноевропейской организации ESA (два «Кат», один «Метеосат» и один «Марекс») и 2 международного консорциума ITSO (INTELSAT-5B и HNTELSAT-5C). Все американские ИСЗ, а также «Химавари-2», «Уосат», INTELSAT-5B и INTELSAT-5C выведены на орбиты ракетами-носителями США, все четыре спутника организации ESA и спутник «Эппл»— западноевропейскими ракетами-носителями «Ариан», спутники «Кику-3», «Хинотори», «Рохини-2» и китайские ИСЗ — отечественными ракетами-носителями.

* Еще один индийский ИСЗ («Бхаскара-2») был запущен в СССР. О нем см.

DE**-A и DE-B (табл. 1, № 16 и № 17). Американские ИСЗ для изучения взаимодействия Солнца с околоземной средой на различных высотах, в первую очередь, для исследования связи горячей магнитосферы и более холодных и плотных ионосферы и верхней атмосферы. Орбита ИСЗ DE-A обеспечивает его длительное пребывание в магнитосфере, орбита ИСЗ DE-B пролегает в ионосфере и верхних слоях атмосферы. Масса ИСЗ DE-A 403 кг, масса полезной нагрузки 105 кг. Электропитание обеспечивают солнечные элементы на корпусе. Предусматривается стабилизация вращением. В составе научной аппаратуры детекторы ионизированных частиц, приборы для регистрации электрических и магнитных полей, а также фотометры для съемки полярных сияний в видимых и УФ лучах. Масса ИСЗ DE-B 415 кг, масса полезной нагрузки 111 кг. Электропитание обеспечивают солнечные элементы на корпусе. Предусматривается стабилизация вращением. В составе научной аппаратуры приборы для регистрации слоевых электрич. токов, электрич. потенциалов, вектора электрич. поля, электронной температуры и концентрации, магнитных полей.

** Dynamic Explorer — спутник серии «Эксплорер» для изучения динамических процессов.

SME (табл. 1, № 25). Американский ИСЗ для выяснения влияния солнечного излучения на озон и др. вещества, содержащиеся в атмосфере. Масса ИСЗ 160 кг, масса блока полезной нагрузки 29 кг. Электропитание (170 Вт) обеспечивают панели солнечных батарей. Предусматривается стабилизация вращением (5 об/мин), ось вращения ориентируется перпендикулярно плоскости орбиты. В составе научной аппаратуры: УФ и ИК спектрометры для регистрации озона, спектрометр для регистрации двуокиси азота, ИК радиометр для измерений температуры и регистрации паров, воды, солнечный УФ спектрометр.

«Комстар-4» (табл. 1, № 3). Очередной американский ИСЗ для использования в национальной коммерческой спутниковой системе связи «Домсат» фирм АТТ и GTE Satellite. Полностью аналогичен ИСЗ«Комстар-1, -2 и -3» (см. Ежегодник БСЭ 1977 г., с. 500; 1980 г., с. 462).

SBS-2 (табл. 1, № 24). Очередной американский ИСЗ для использования в национальной коммерческой спутниковой системе связи «Домсат» фирмы SBS. Полностью аналогичен ИСЗ SBS-1 (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 482).

«Сатком-3R» (табл. 1, № 29). Очередной американский ИСЗ для использования в национальной коммерческой спутниковой системе связи «Домсат» фирмы RCA. Полностью аналогичен ИСЗ «Сатком-1, -2 и -3» (см. Ежегодник БСЭ 1976 г., с. 533, 534, и 1977 г., с. 500). Должен выполнять задачи ИСЗ «Сатком-3», который был запущен в декабре 1979 г., но авария бортового РДТТ сделала невозможным его использование.

«Флитсатком-5» (табл. 1, № 18). Очередной американский ИСЗ для использования в стратегической и тактической системах связи ВМС, а также в системе связи со стратегическими бомбардировщиками ВВС. Полностью аналогичен ИСЗ «Флитсатком-1, -2, -3 и -4» (см. Ежегодник БСЭ 1979 г., с. 462; 1980 г., с. 474; 1981 г., с. 482). Вследствие возникшей неисправности эксплуатироваться не может.

GOES-5 (табл. 1, № 9). Очередной американский эксплуатационный метеорологический ИСЗ на стационарной орбите. Представляет собой ИСЗ GOES «второго поколения», полностью аналогичный ИСЗ GOES-4 (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 483).

NOAA-8 (табл. 1, № 15). Очередной американский эксплуатационный метеорологический ИСЗ NOAA «второго поколения». Полностью аналогичен ИСЗ «Тирос N», NOAA-6 и NOAA-7*** (см. Ежегодник БСЭ 1979 г., с. 462; 1980 г., с. 474).

*** Запуск спутника NOAA-7 29 мая 1980 г. был неудачным.

«Нова-1» (табл. 1, № 8). Американский навигационный ИСЗ для использования кораблями ВМС и судами торгового флота. Масса ИСЗ 135 кг. Он представляет собой усовершенствованный ИСЗ «Транзит» (см. Ежегодник БСЭ 1978 г., с. 493). Снабжен автономной системой компенсации возмущений орбиты на базе датчика «Дискос», передатчиком большей мощности, чем предыдущие ИСЗ «Транзит», программируемой БЦВМ (с памятью большей емкости) и более стабильным стандартом частоты. Датчик «Дискос» представляет собой акселерометр с электростатической подвеской, регистрирующий ускорения, вызванные аэродинамическим трением в верхних слоях атмосферы и давлением солнечных лучей. Датчик подает команды на плазменные двигатели, которые компенсируют возмущения орбиты, вызванные этими силами. Перечисленные усовершенствования позволяют закладывать в память БЦВМ спутника его эфемериды на неделю, а не только на 12—14 ч, как на предыдущих ИСЗ «Транзит». Электропитание ИСЗ «Нова» обеспечивают панели солнечных батарей. Предусмотрена гравитационная система стабилизации, использующая штангу длиной 8—10 м.

Секретные спутники. Официальных сведений о названиях и задачах секретных ИСЗ, запускаемых Мин-вом обороны США, не публикуется. Согласно неофициальным данным, в 1981 г. в США были выведены на орбиты секретные ИСЗ следующих типов:

1. Спутник (табл. 1, № 4), относящийся к типу секретных ИСЗ, запускаемых ракетами-носителями «Титан-3В» на орбиты с низким перигеем и наклонением 94—96° (см. Ежегодник БСЭ 1980 г., с. 474, пункт 3). Предположительно, это — спутники для детальной фоторазведки.

2. Два спутника IMEWS (IMEWS-11 и IMEWS-12, табл. 1, № 5 и № 27). Так в неофициальных источниках называют ИСЗ, выводимые ракетами-носителями «Титан-3С» на стационарную орбиту (см. Ежегодник БСЭ 1980 г., с. 474, пункт 4). Имеют также название DSP*. Предположительно, это — спутники для раннего обнаружения запусков стратегических баллистических ракет.

* Defence Support Satellite — спутник для обеспечения обороны.

3. ИСЗ SDS (SDS-5, табл. 1, № 7). Так в неофициальных источниках называют ИСЗ, выводимые по программе 711 ракетами-носителями «Титан-3В» на орбиты с высотой в перигее 300—500 км, высотой в апогее 30 000—40 000 км, наклонением ~63° и периодом обращения ~ 12 ч (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 483, пункт 4). Предположительно, это — спутники для обеспечения связи со стратегическими бомбардировщиками в полярных районах.

4. КН-11 (КН-11-4, табл. 1, № 20). Так в неофициальных источниках называют ИСЗ, запускаемые ракетами-носителями «Титан-3В» на орбиты с высотой в перигее ~300 км, высотой в апогее ~ 500 км и наклонением 97°. Предположительно, это — спутники-фоторазведчики, передающие информацию на Землю в цифровой форме по радиоканалам (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 483, пункт 1).

«Кику-3» (табл. 1, №1). Очередной японский экспериментальный ИСЗ для контроля работы бортовых систем ракеты-носителя (N-2) при испытательном запуске, а также для испытаний в условиях космического полета различного оборудования, в частности, плазменного электромагнитного эрозионного двигателя на тефлоне и магнитных записывающих устройств. Масса ИСЗ «Кику-3» 638 кг. Масса плазменного двигателя 21 кг, тяга 3 мг, удельный импульс 300 кг-с/кг. Мощный электрический разряд (2,25 Дж; 1,5 кВ) превращает кусочек тефлонового стержня в плазму, которая ускоряется магнитным полем разряда и истекает через одну из двух пар сопел, изменяя скорость вращения ИСЗ. Двигатель рассчитан примерно на 10⁶ импульсов. Электропитание ИСЗ обеспечивают солнечные батареи, смонтированные на корпусе. Предусматривается стабилизация вращением. Об ИСЗ «Кику-1» и «Кику-2» см. Ежегодник БСЭ 1976 г., с. 535; 1978 г., с. 494.

«Химавари-2» (табл. 1, №19). Очередной японский метеорологический ИСЗ. Полностью аналогичен ИСЗ «Химавари-1» (см. Ежегодник БСЭ 1978 г., с. 494, 495).

«Хинотори»* (табл. 1, № 2). Японский научный ИСЗ, предназначенный для исследования рентгеновского, гамма- и прочего излучения, возникающего при солнечных вспышках. Масса ИСЗ 190 кг. Электропитание обеспечивают солнечные батареи на корпусе. Предусматривается стабилизация вращением. Ось вращения ориентируется с таким расчетом, чтобы она была смещена примерно на 1° относительно направления на Солнце.

* «Огненная птица». Имеет также название ASTRO-A.

Китайские ИСЗ (табл. 1, № 21—23). В китайских источниках сообщалось, что эти три ИСЗ, запущенные одной ракетой-носителем, предназначаются для астрофизических исследований: регистрация частиц, УФ, ИК и рентгеновского излучения, определение параметров магнитного поля и измерения плотности атмосферы. Основной ИСЗ представляет собой восьмигранную призму с поперечным размером 1,1 м, снабженную четырьмя панелями солнечных батарей; второй ИСЗ «имеет форму колокола и несет большое число антенн»; третий ИСЗ представляет собой две сферы (монолитную и надувную), соединенные тросом.

«Рохини-2» (табл. 1, № 11). Очередной индийский экспериментальный ИСЗ, предназначенный для контроля бортовых систем ракеты-носителя при испытательном запуске, а также для проведения некоторых научных исследований. Масса ИСЗ 38 кг, он в основном аналогичен ИСЗ «Рохини-1» (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 483). На ИСЗ «Рохини-2» дополнительно установлена твердотельная камера для съемки Земли. Расчетное разрешение ~ 1 км, сканирование обеспечивается за счет вращения спутника. Вследствие вывода ИСЗ на орбиту, значительно ниже расчетной, он прекратил существование через 8 сут. Камера для съемки Земли не включалась.

«ЭППЛ»* (табл. 1, № 13). Индийский экспериментальный связной ИСЗ для радиотелефонии, ретрансляции учебных и общеобразоват. программ и прочих экспериментов в области связи (4/6 ГГц), а также для получения опыта перевода ИСЗ с переходной орбиты на стационарную и эксплуатации ИСЗ на стационарной орбите, включая обеспечение коррекций этой орбиты и заданной ориентации спутника. Масса ИСЗ (рис. 3) 670 кг, в т.ч. масса бортового РДТТ для перевода с переходной орбиты на стационарную 325 кг (топливный заряд 272 кг). Электропитание обеспечивают две панели солнечных батарей, которые непосредственно после выхода ИСЗ на стационарную орбиту должны были вырабатывать мощность 280 Вт. Одну из панелей при развертывании заклинило, что ограничивает возможности эксплуатации ИСЗ. Он снабжен трехосной системой ориентации, использующей маховик и микродвигатели на гидразине. Ретрансляционная антенна имеет отражатель диаметром 0,9 м. Эффективная излучаемая мощность 31,5 дБ·Вт.

* APPLE (Ariane Passenger Pay load Experiment) — экспериментальный дополнительный полезный груз ракеты-носителя «Ариан».

«Уосат»* (табл. 1, № 26). Англ, радиолюбительский ИСЗ, предназначенный также для проведения некоторых научных исследований. Электропитание ИСЗ обеспечивают панели солнечных батарей на корпусе спутника. Предусматривается гравитационная стабилизация. ИСЗ оснащен ретранслятором, работающим на частоте 145,825 МГц, выделенной для радиолюбительской связи. Он несет также передатчики коротковолнового (7; 14; 21 и 28 МГц), дециметрового (1296 МГц) и сантиметрового (10 470 МГц) диапазонов для исследований ионосферы и прохождения радиоизлучения, радиационные детекторы, трехосный магнитометр и телевизионную камеру на приборах с зарядовой связью, обеспечивающую разрешение 2 км.

* UOSAT (University of Surrey Satellite) — спутник Сёррейского университета.

Рис. 3. Полезная нагрузка ракеты-носителя «Ариан» при испытательном запуске 19 июня 1981 г.: слева направо — ИСЗ «Метеосат-2», ИСЗ «ЭППЛ», комплект «КАТ-3».

«КАТ*-3» и «КАТ-4» (табл. 1, № 14 и № 32). Комплекты приборов западноевропейской орг-ции ESA для контроля бортовых систем ракет-носителей «Ариан» при испытательных запусках, а также для траекторных измерений. Масса комплекта (рис. 3 и 4) 220 кг. Он отделяется от последней ступени ракеты-носителя на переходной орбите.

«Метеосат-2» (табл. 1, № 12). Очередной метеорологический ИСЗ западноевропейской организации ESA (см. рис. 3). Полностью аналогичен ИСЗ «Метеосат-1» (см. Ежегодник БСЭ 1978 г., с. 498, 499), который он заменил. На ИСЗ «Метеосат-2» отказала радиосистема дециметрового диапазона, предназначенная для ретрансляции информации от измерительных платформ.

* CAT (Capsule Ariane Technologique) — технологическая капсула для «Ариана».

«Марекс* А» (табл. 1, № 31). Спутник западноевропейской организации ESA для обеспечения связи судов с береговыми базами. Арендуется международной организацией «Инмарсат», в которую входит и СССР. Масса ИСЗ «Марекс А» (рис. 4) 960 кг, в т. ч. масса топливного заряда бортового РДТТ, служащего для перевода ИСЗ с переходной орбиты на стационарную, 540 кг, масса полезной нагрузки 87 кг. Электропитание (1 кВт) обеспечивается панелями солнечных батарей. ИСЗ снабжен трехосной системой ориентации. Связь спутника с судами осуществляется в диапазоне L (1538—1542 МГц и 1639—1644 МГц) с использованием параболической антенны, имеющей отражатель диаметром 2 м. Связь с береговыми базами осуществляется в диапазоне С (4195—4200 МГц и 6420—6425 МГц) с использованием двух небольших рупорных антенн. ИСЗ рассчитан на многостанционный доступ с частотным и временным разделением каналов. Одновременно может осуществляться связь береговых баз с судами по 35 радиотелефонным каналам и связь судов с береговыми базами по 50 таким каналам. Каждый радиотелефонный канал может обеспечить радиотелетайпную связь по 24 каналам с пропускной способностью каждого канала 50 бод.

* MARECS (Maritime European Communication Satellite) — европейский спутник для морской связи.

Рис. 4. Полезная нагрузка ракеты-носителя «Ариан» при запуске 20 декабря 1981 г.: слева — комплект «КАТ-4», справа — ИСЗ «Марекс А».

INTELSAT-5B и INTELSAT-5C (табл. 1, № 10 и № 30). Очередные ИСЗ модели INTELSAT-5 для глобальной коммерческой спутниковой системы связи международного консорциума ITSO, членами которого, по состоянию на 31 декабря 1981 г., были 106 стран (СССР в консорциум не входит). ИСЗ INTELSAT-5B и -5С полностью аналогичны ИСЗ INTELSAT-5A (см. Ежегодник БСЭ 1981 г., с. 484).

В 1981 г. запуски зарубежных автоматических межпланетных станций (АМС) не производились, но продолжалось получение информации от АМС «Пионер-6», ..., «Пионер-9», находящихся на гелиоцентрических орбитах, пролегающих между орбитами Земли и Венеры или между орбитами Земли и Марса; от АМС «Гелиос-1», находящейся на гелиоцентрической орбите с низким перигелием (см. Ежегодник БСЭ 1975 г.); от АМС «Пионер-10», находящейся между орбитами Урана и Нептуна; от АМС «Пионер-11» и «Вояджер-1», находящихся между орбитами Сатурна и Урана; от АМС «Вояджер-2», совершившей в 1981 г. пролет около Сатурна и перешедшей на траекторию полета к Урану; от посадочного блока АМС «Викинг-1», находящегося на поверхности Марса с 1976 г. (см. Ежегодник БСЭ 1981 г.), и от АМС «Пионер-Венера-1», обращающейся по орбите вокруг Венеры (см. Ежегодник БСЭ 1981 г.). Получение информации от этих АМС обеспечивают американские станции слежения в Голдстоне (шт. Калифорния), близ Мадрида (Испания) и в Тидбинбилле (Австралия). В каждом из указанных пунктов до 1 декабря 1981 г. функционировали три станции слежения, использующие антенны с отражателем диаметром 26 м, 34 м и 64 м, соответственно. С 1 декабря 1981 г. в связи с сокращением бюджета НАСА эксплуатация станций с антеннами, имеющими отражатель диаметром 26 м, прекратилась, в результате чего объем научной информации, принимаемой от АМС, сократился на 30%.

АМС «Пионер-6» -, ..., «Пионер-9». Поступающая от этих АМС информация о солнечной активности позволяет прогнозировать солнечные бури, которые могут ухудшить связь. АМС «Пионер-6», работающая с декабря 1965 г., поставила рекорд длительности функционирования среди всех космических объектов.

АМС «Пионер-10». К концу 1981 г. она удалилась от Солнца более чем на 25 астрономических единиц (а. е.). На этом расстоянии АМС не обнаружила гелиопаузы, хотя ранее ученые предполагали, что область, заполненная солнечным ветром, простирается только на 5 а. е. от Солнца, т. е. примерно до орбиты Юпитера, а дальше начинается гелиопауза (граница между областью солнечного ветра и областью межзвездного газа). АМС «Пионер-10» и на расстоянии 25 а. е. регистрировала возмущения солнечного ветра, вызванные вспышками на Солнце. Скорость солнечного ветра на таком расстоянии от Солнца, по-видимому, не уменьшается, а силовые линии межпланетного магнитного поля представляют собой не плавные спирали, а образуют узлы, что, возможно, происходит под влиянием изменений в потоке заряженных частиц, генерируемом Солнцем. Как теперь полагают некоторые ученые, гелиопауза лежит на расстоянии 50— 100 а. е. от Солнца.

АМС «Вояджер-2». На трассе «Юпитер — Сатурн» 18 и 19 февраля, а затем в начале апреля 1981 г. эта АМС прошла через шлейф магнитосферы Юпитера. На это указывали два фактора: приборы АМС перестали регистрировать солнечный ветер, а детектор волн в плазме начал регистрировать шумы того типа, которые последний раз наблюдались в августе 1979 г., когда АМС «Вояджер-2» покидала околопланетное пространство Юпитера. Регистрация шлейфа в феврале (на расстоянии 480 млн. км от Юпитера) и в апреле позволяет сделать вывод, что на таком большом удалении от Юпитера шлейф распадается на отдельные волокна.

26 августа 1981 г. АМС «Вояджер-2» совершила пролет около Сатурна (табл. 2) и провела исследования околопланетного пространства, атмосферы планеты, колец Сатурна и некоторых его спутников. Пересечение плоскости колец произошло в тот период, когда АМС находилась в зоне, невидимой с Земли, и связи с ней не было. Когда связь возобновилась (примерно через 2 ч после прохода на минимальном расстоянии от Сатурна), выяснилось, что заклинило поворотную платформу, на которой установлены телевизионные камеры, инфракрасный прибор IRIS, ультрафиолетовый спектрометр и фотополяриметр. В результате некоторых из запланированных наблюдений и измерений провести не удалось. Через несколько суток эту неисправность удалось устранить, но позже платформу снова заклинило.

Под воздействием притяжения Сатурна АМС совершила пертурбационный маневр (разворот почти на 90°) и перешла на траекторию полета к Урану. На этой траектории АМС с интервалом в 3 недели осуществляет 3-часовые сеансы передачи информации о полях и частицах. Вероятность того, что АМС совершит пролет около Урана (январь 1986 г.) в работоспособном состоянии, руководители полета оценивают в 65%. Заклинивание платформы не должно помешать исследованиям Урана. В результате пертурбационного маневра в поле тяготения Урана АМС должна перейти на траекторию полета к Нептуну. Вероятность сохранения работоспособности АМС до пролета около этой планеты (август 1989 г.) оценивают в 40%.

Магнитосфера Сатурна при пролете АМС «Вояджер-2» была поджата солнечным ветром и простиралась только на расстояние 18,6 R от планеты. Таким образом, Титан, орбита которого пролегает на расстоянии 20 R_sот планеты, находился за пределами магнитосферы. При пролете около Сатурна АМС «Вояджер-1» магнитосфера простиралась за пределы орбиты Титана.

*R_s - средний радиус Сатурна, равный 60 330 км.

АМС «Вояджер-2», как до нее АМС «Пионер-11» и «Вояджер-1», при пролете около Сатурна зарегистрировала обширное тороидальное облако нейтрального водорода, простирающееся от Титана в направлении Сатурна до орбиты Реи. Скорее всего это облако порождено Титаном. Еще одно тороидальное облако, содержащее заряженную плазму, располагается внутри орбиты Реи, простираясь с 480000 км до 250000 км от Сатурна в плоскости колец. Во внешней части этого облака зарегистрированы чрезвычайно высокие кинетические температуры. АМС «Вояджер-2», как ранее АМС «Вояджер-1», оказавшись внутри орбиты Дионы, зарегистрировала, по крайней мере, два типа радиошумов, которые до этого момента не регистрировались, т. к. были экранированы плазменным тороидальным облаком. Шумы первого типа с частотой в несколько килогерц, по-видимому, исходили из окрестностей Мимаса, Энцелада и других внутренних спутников Сатурна. Шумы второго типа, значительно более интенсивные и имеющие характер отдельных импульсов, возможно, генерируются крупными электростатическими разрядами в системе колец. Эти разряды имеют мощность 100—1000 МВт, в 10⁴—10⁶ большую, чем разряды молний на Земле, но визуально не наблюдаются. «Вояджер-2» зарегистрировал существенно меньше таких разрядов, чем «Вояджер-1».

Согласно заявлениям американских ученых, более высокие характеристики видиконов телевизионных камер АМС «Вояджер-2» по сравнению с видиконами камер АМС «Вояджер-1» позволили получить более полную информацию об атмосфере Сатурна. За девять месяцев, разделяющих пролеты около Сатурна этих двух АМС, атмосферные образования претерпели существенные изменения. Возросла их контрастность, облачные образования появились там, где их не было. На некоторых изображениях, полученных «Вояджером-2», светлые и темные полосы простираются вплоть до лимба северного полушария Сатурна. Это означает, что дымка над облачным покровом, зарегистрированная «Вояджером-1», в значительной мере рассеялась. Видимо, большая инсоляция с наступлением весны в северном полушарии (ось вращения планеты наклонена на 29° к плоскости ее орбиты) приводит к усилению фотохимической активности. Отсутствие дымки позволило проследить отдельные образования на всей их протяженности, что важно для определения их скорости и выявления эволюции.

Многие пятна и вихревые образования в атмосфере Сатурна в период пролета «Вояджера-2» имели большую активность, чем в период пролета «Вояджера-1». «Вояджер-1» не обнаружил ни одного направленного на восток струйного течения выше 45° с. ш. и только одно ниже этой широты. «Вояджер-2» обнаружил три таких течения: на 39°с. ш., 58° с. ш. и 68° с. ш. Было установлено, что быстрые струйные течения в северном полушарии простираются, по крайней мере, до 80-й широты, в то время как на Юпитере — только до 50-й широты.

Наибольшую скорость (ок. 500 м/с) струйные течения имеют на экваторе Сатурна. Там обнаружена движущаяся в восточном направлении со скоростью 550 м/с циклональная полоса, охватывающая по широте 40°. Она соприкасается с полосой, движущейся в западном направлении со скоростью 55 м/с. На границе полос обнаружено много циклональных бурь. Они, как правило, возникают между двумя противоположно направленными течениями в атмосфере. За пределами экваториальной области рисунок облачных образований «наклонен» к экватору, что объясняется сдвигом между быстрыми экваториальными течениями и более медленными течениями в более высоких широтах.

С помощью инфракрасного прибора IRIS было обнаружено, что на уровне, расположенном примерно на 40 км ниже видимой верхней границы облаков, температура колеблется от—193° до—181°С. Эти изменения температуры и атмосферные ветры никак не связаны с наличием в атмосфере полос. Однако распределение температур коррелирует с распределением ветров, о котором можно судить по телевизионным снимкам. Например, на 47° с. ш., где зарегистрирован сильный западный ветер, обнаружено резкое падение температуры. Этот температурный градиент может быть причиной волнистого характера струйного течения. Роль температурных градиентов велика, поскольку горизонтальные градиенты являются мощным источником потенциальной энергии. Эти градиенты согласуются с ветрами.

От АМС «Вояджер-2» получили лучшие по качеству телевизионные снимки колец Сатурна, чем от АМС «Вояджер-1». Во-первых, на «Вояджере-2» телевизионные камеры имели видиконы с лучшими характеристиками. Во-вторых, кольца были более яркими: «Вояджер-1» совершил пролет вскоре после равноденствия, когда кольца обращены к Солнцу практически ребром (под углом 1°), а при пролете «Вояджера-2» этот угол увеличился до 7°. В-третьих, АМС «Вояджер-2» приближалась к планете под более крутым углом.

В свое время АМС «Вояджер-1» обнаружила от 500 до 1000 дискретных тонких колец, например, только в делении Кассини — несколько десятков таких колец. Наблюдения «Вояджером-2» с помощью фотополяриметра через кольца звезды Дельта Скорпиона показали, что даже при разрешении 100 м узкие кольца, обнаруженные «Вояджером-1», разделяются на еще более узкие дискретные элементы. Возможно, их число составляет несколько сот тысяч. Эти наблюдения позволили получить разрез длиной ~ 70 000 км от внутренней части кольца С до области вблизи кольца F. Наблюдения продолжались 2 ч, замеры производились 100 раз в секунду, и было получено всего ~ 700 000 замеров с разрешением ~ 100 м. Каждое зарегистрированное уменьшение интенсивности света звезды могло означать отдельное узкое кольцо. В делении Энке зарегистрировано 10 уменьшений, в окрестностях кольца F — св. 10. Полагают, что при лучшем разрешении, чем 100 м, было бы обнаружено еще большее число колец. Появление звезды из-за кольца А было таким внезапным, что фотополяриметр, наблюдавший край кольца под острым углом, едва успел зарегистрировать почти мгновенный скачок сигнала. На основании этого был сделан вывод, что толщина края кольца А не превышает 150 м, а, вероятнее всего, составляет ~ 100 м.

Для объяснения строения системы колец с делениями между ними выдвигались четыре гипотезы: резонанс с внешними спутниками Юпитера, гравитационная неустойчивость внутри колец, распространение волн плотности и выметание частиц небольшими спутниками, обращающимися в пределах колец. Наибольшее предпочтение до полета «Вояджера-2» отдавалось гипотезе о выметании частиц спутниками, поэтому при пролете этой АМС около Сатурна особое внимание уделялось поискам таких спутников (диаметр 10 — 20 км). Однако вплоть до пороговой величины разрешения (1 км) никаких спутников в кольцах обнаружено не было. Таким образом, строение системы колец еще ждет своего объяснения.

При наблюдениях «спиц» в кольце В Сатурна «Вояджер-2» зарегистрировал их и с не освещенной Солнцем стороны. Имеющаяся информация не позволяет определить, действительно ли «спицы» существуют с обеих сторон кольца или же через кольцо просвечивают «спицы», существующие на освещенной Солнцем стороне.

Кольцо F при пролете «Вояджера-2» наблюдалось как с помощью телевизионных камер, причем с лучшим разрешением, чем при пролете «Вояджера-1», так и с помощью фотополяриметра. На трех наблюдавшихся отрезках этого кольца жгутов (переплетений прядей), обнаруженных «Вояджером-1», АМС «Вояджер-2» не зарегистрировала. Видимо, жгуты — значительно более редкое явление, чем предполагали на основании информации, полученной от «Вояджера-1». В районе спутников 1980 S-26 и 1980 S-27, обращающихся, соответственно, с внешней и с внутренней стороны кольца F, ожидали найти извивы в кольце, особенно в местах, соответствующих соединению этих спутников, которое происходит довольно часто. Однако, судя по снимкам, кольцо F не испытывает никаких возмущений от присутствия спутников, что ставит под сомнение роль этих спутников в формировании кольца.

Среди явлений, обнаруженных «Вояджером-2» в кольцах Сатурна, отмечаются: наличие структурности кольца D; извилистое узкое кольцо в делении Энке (рис. 5); пять прядей на одном из участков кольца F; общий голубоватый оттенок кольца С и красноватый кольца В (рис. 6), хотя многие образования в двух этих кольцах имеют одинаковый цвет. Пока неясно, является ли различие в цвете следствием различия в составе вещества, образующего кольца. Если, как полагают некоторые ученые, кольца образовались из остатков небесных тел, разрушившихся вблизи Сатурна, то кольца разного цвета могли образоваться из обломков различных тел.

Рис. 5. Извилистое узкое кольцо в делении Энке.

Рис. 6. Кольца В и С.

Ко времени пролета АМС «Вояджер-2» около Сатурна было известно 17 спутников планеты. Спутники, имеющие буквенные обозначения, открыты «Вояджером-1» или с помощью наземных средств после пролета «Вояджера-1» около Сатурна. Ближайший к планете спутник 1980 S-28 обращается у самой внешней границы кольца А. Спутники 1980 S-27 и 1980 S-26, как уже указывалось, обращаются, соответственно, с внутренней и внешней стороны кольца F. Спутники 1980 S-1 и 1980 S-3 обращаются по одной орбите. Спутник S-6 обращается по той же орбите, что Диона, на 60° впереди нее. Спутники 1980 S-25 и 1980 S-13 обращаются по той же орбите, что Тефия, первый на 60° позади, второй на 60° впереди Тефии. «Вояджер-2» обнаружил несколько новых спутников Сатурна (все они лежат за пределами колец), а также передал ценную информацию о некоторых из ранее известных. Основные характеристики этих спутников, по данным «Вояджера-2», приведены в табл. 3. В ряде случаев они несколько отличаются от характеристик спутников Сатурна по данным «Вояджера-1» (см. Ежегодник БСЭ 1981г., с. 485, табл. 3).

Рис. 7. Область Энцелада со следами преобразования поверхности (некоторые кратеры разрушены наполовину).

Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», показали несколько типов рельефа на Энцеладе, причем все эти типы сравнительно молодые. Самый старый, судя по числу кратеров, не древнее самых молодых областей на др. спутниках Сатурна, таких, как, например, область с небольшим числом кратеров на Дионе. Молодые области на Энцеладе прорезаются через старые кратеры (рис. 7), но и сами кратерированы. Однако кратеры на молодой поверхности разрушились, поскольку кора здесь, очевидно, тоньше и «податливее», чем в старых областях. В некоторых областях Энцелада кратеры вообще отсутствуют, по крайней мере, кратеры, размеры которых больше порога разрешения телевизионных камер «Вояджера-2». Специалисты НАСА считают, что возраст этих областей ~ 100 млн. лет и, если Энцелад был активным так недавно, то, по-видимому, он продолжает быть активным и в настоящее время, как и спутник Юпитера Ио. Разломы, каньоны и др. линейные образования длиной до нескольких сот км на Энцеладе также являются свидетельством деформации коры и внутреннего нагрева. На это же указывает характерный для Энцелада вид поверхности, названный «вязким» или «застывшей патокой». Нагрев, очевидно, происходит за счет приливных сил, как на Ио. Диона и Тефия ритмично притягивают Энцелад, вызывая возмущения его орбиты. Он то приближается к Сатурну, то удаляется от него. Деформация в гравитационном поле Сатурна приводит к разогреву недр Энцелада.

Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», выявили на Тефии кратер поперечником ~400 км — самый большой из обнаруженных до сих пор кратеров сатурнианской системы. Глубина кратера 15 км, центральная горка поднялась выше бровки. Кратер на Тефии, очевидно, очень древний, возможно, даже древнее борозды длиной 750 км на противоположной стороне этого спутника. Она простирается по окружности спутника примерно на 270°. Ширина ее достигает 200 км. Относительная длина этой борозды (отношение длины борозды к поперечнику тела) может оказаться наибольшей в Солнечной системе. Она занимает 5—10% поверхности Тефии. Считают, что именно такую часть спутника должна была бы занимать трещина, образовавшаяся вследствие расширения водяного спутника при замерзании. Однако в этом случае следовало ожидать не четко оформленной борозды, а сложной структуры трещин. Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», хотя они были сделаны со значительно большего расстояния, чем снимки «Вояджера-1», позволили выявить в атмосфере Титана изменения со времени пролета «Вояджера-1». Темная шапка в северной полярной области спутника теперь имеет вид не шапки, а полосы, окружающей полюс. При пролете «Вояджера-2» удалось исследовать Титан с помощью фотополяриметра (аналогичный прибор на «Вояджере-1» вышел из строя еще до сближения этого аппарата с Сатурном), который зарегистрировал поляризацию в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и позволил установить, что в атмосфере Титана есть вызывающие поляризацию частицы размером 0,05 или 0,1—0,15 мкм.

Рис. 8. Гиперион.

Снимки, полученные АМС «Вояджер-2» (рис. 8), показали, что Гиперион имеет неправильную форму: большая ось ~400 км, малая ~200 км. Большая ось спутника отклонена на 45° от плоскости орбиты и не направлена на Сатурн, хотя гравитационные силы должны бы были обеспечить такую направленность. На поверхности спутника, по-видимому, имеется слой водяного льда. На снимках видны метеоритные кратеры, в частности, близ центра наблюдавшегося диска спутника. Массу Гипериона определить не удалось.

Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», подтвердили, что «ведомое» полушарие Япета (направленное против орбитального полета) во много раз светлее «ведущего». Альбедо этих полушарий составляет, соответственно, 0,5 и 0,04—0,05. По кратерированности светлое полушарие сравнимо с Дионой и Реей. Обнаружено, что дно кратеров на этом полушарии покрыто темным веществом. Удовлетворительного объяснения темному цвету ведущего полушария и дна кратеров ведомого полушария пока не находят. Отмечается, что темный материал значительно темнее кремниевых минералов, например, базальта, и имеет слегка красноватый оттенок. Такое сочетание характерно лишь для некоторых органических материалов, в частности материалов, которые иногда обнаруживают в метеоритах типа углистых хондритов.

Траекторные измерения «Вояджера-2» позволили определить плотность Япета. Она составляет всего 1,1 г/см³. Это означает, что вся верхняя мантия спутника состоит в основном изо льда и только 20% небесного тела может состоять из силикатов. Поэтому трудно объяснить появление темного материала из недр спутника, хотя темное дно кратеров заставляет предположить именно это. Если же темный материал появился извне, то неясно, каков его источник. Если источником является, например, Феба, также имеющая темный цвет, то может быть объяснено появление этого материала на поверхности ведущего полушария Япета, но не на дне кратеров ведомого светлого полушария. Наблюдения с Земли показывают, что цвет материала поверхности Фебы и цвет темного полушария Япета несколько различаются.

Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», показали, что Феба имеет правильную форму (диаметр ~ 200 км) и, по крайней мере, одно светлое образование на поверхности, которое позволило определить период вращения Фебы вокруг своей оси: 9—10 ч. Удалось получить почти 300 снимков Фебы. По орбите вокруг Сатурна она обращается в направлении, противоположном направлению движения всех остальных спутников планеты. Это заставляет предположить, что Феба — объект, захваченный гравитационным полем Сатурна, но в этом случае Феба должна была бы иметь неправильную форму (ее силы тяготения были бы слишком малы, чтобы обеспечить шарообразность). Разрешение при съемке Фебы было низким, и определить кратерированность поверхности этого спутника Сатурна не удалось.

Лит.: «Acta Astronautica», «Aerospace Daily»; «Air et Cosmos», «Astronautics and Aeronautics», «Aviation Week and Space Technology», «Defense Daily», «Flight International», «Icarus», «Interavia Review», «Interavia Air Letter», «Nature», «New Scientist», «Science», «Science News», «Scientific American», «Sky and Telescope», «Spaceflight», «Space Science Reviews», «Space World».