кжтябРЯ1957
15 мая 1958
1,327т
2 января w 1959
1,472т
12 сентября 1959^
!,51!т
4 октября 1959
1,553т
15 МАЯ I960 454 т
4ФЕВРАЛЯ 1961 6.483т
, 643J5«r
12ФЕВРАЛЯ 1961
4
ноября 1957 5083кг|
19 августа I960 4,бт
1АЕКАБРЯ I960 4563т
окно.
в космос
Изображенное на рисунке обширное поле скоростей и высот наглядно показывает возможности и ограничения будущих космических полетов. По горизонтальной оси отложены скорости полета в км/сек, по вертикальной — высоты над землей в км, а точнее — расстояния от Земли до туманности Андромеды, удаленной от нас на тысячи световых лет.
При полетах в атмосфере на очень больших скоростях летательный аппарат, сделанный даже из алмаза, быстро испарился бы. Ограничив температуру поверхности аппарата 1000° С, мы получаем нижнюю «тепловую границу» области, в которой возможен продолжительный полет с постоянной скоростью.
С другой стороны, слишком малая скорость не обеспечивает достаточной подъемной силы для поддержания самолета. Он как бы «проваливается». Приняв, что давление воздуха на 1 кв. м крыла должно быть не менее 400 кг, получим верхнюю «аэродинамическую» границу области.
Ракетный двигатель позволяет через узкий коридор между тепловой и аэродинамической границами вывести на орбиту спутников космические корабли. Тепловая граница растаяла, так как здесь нет атмосферы. Верхняя аэродинамическая граница тоже утратила свою силу — космическому кораблю не нужны крылья. Зона, в которой возможны полеты спутников, ограничивается «скоростью убегания». Вблизи Земли эта скорость составляет 11,2 км/сек, корабль отрывается от Земли и становится спутником Солнца. С ростом высоты «скорость убегания» уменьшается.
ю
15
110
«3
10
110'
ю
10s
ID
нам конусе ночи, вечно следующем за Луной и каждой планетой и ярко освещенном знакомыми созвездиями и широким серпом Земли, на котором виднелись Северная Америка и часть вечных снегов Северного полюса. Внизу же, на юге Луны, поднималась прямо под нашими ногами вулкано-видная громада горы Коперника с ее лучеобразными трещинами и полосами по склонам. Вдали направо виднелась глу-5окая котловина Кеплера, окруженная как бы валом. Еще дольше темной, слабо-зеленоватой от земного света равнины, называемой «Морем Дождей», лежала огромная тарелкообразная впадина Архимеда, а за ней целый ряд таких ке, но меньших «колодцев» и углублений вплоть до того, которое называют цирком Аристотеля. Все это быстро приближалось, увеличивалось в своих размерах, ближайшие *оры заслоняли более отдаленные.
Мы держали курс на самую вершину горы Коперника и скоро очутились так близко от нее, что ничего уже не могли ждеть, кроме ее окрестностей. Вдруг Николай, стоявший f машины и наблюдавший показатель хода за окном каюты, несколько бледный, шепнул мне на ухо: «Беда! Мы, кажет-:я, грохнемся на эту гору раньше, чем успеем вполне за-ормозить наше движение».
Я взглянул на показатель и тоже испугался. Или наша лашина потеряла часть своей силы, или лунное притяжение >ыло у поверхности сильнее, чем оно выходит по обычному исчислению, предполагающему, что вся масса планеты со-:редоточена в ее центре, — но мы падали с такой быстротой, что, очевидно, уже не были в состоянии остановиться >анее удара о каменистые отроги, которые через несколько :екунд должны были разбить вдребезги наш корабль.
В это мгновенье Петр, стоявший на руле и тоже увидевший опасность, быстро направил полет прямо в кратер Ко-i ерник а, в один из так называемых «колодцев», зиявших * этой горе. Мимо наших окон промелькнули какие-то серо->атые и желтые утесы, и мы погрузились в глубокий мрак еизмеримого, казалось, бездонного «колодца». Впереди и ругом нас ничего не было видно в зияющей глубине, а зади отверстие «колодца», в котором блестели несколько вездочек, быстро сужалось по мере нашего погружения I как бы замыкалось за нами. Сильный свист и шум за сте-ами корабля, похожий на завывание ветра, давали знать, то «колодец» наполнен какими-то газами. Наши бедные обледневшие леди, громко вскрикнув от ужаса в тот миг, огда мы внезапно влетели в жерло, и уцепившись обеими уками за случившегося рядом Ованеса, замерев в этом по-ожении, с ужасом смотрели в темную глубину, широко >аскрыв свои глаза. Но этот свист и вой был лучшим помощником нашего спасенья: от сопротивления газа, присо-динившегося к действию заднего хода машины, наш ко-абль остановился, залетев лишь на несколько десятков метров в глубину «колодца».
— О, какой ужас! — воскликнула Людмила, едва удержива-сь от плача.
Мы несколько опомнились от неожиданной опасности и ажгли лампочку, так как Людмила боялась темноты.
Все принялись успокаивать ее, и так, совершенно утешив беих леди, вспомнили о Пете, который спас нам жизнь воей находчивостью в критический момент. Все стали его валить и пожимать ему руки, что конфузило Петра, хотя по крытно торжествующему взгляду и оживленности движений
можно было заметить, что он доволен своим поступком.
Корабль был осторожно двинут к выходу кратера. Вскоре оказались зубчатые края окружности, погруженные с одой стороны в черную мглу, а с другой освещенные зеле-оватым светом Земли, несравненно более ясным, чем лун-ый на Земле в самые светлые зимние ночи. Яркие инкру-гации горного хрусталя и других блестящих минералов 1рляндами и кружевами покрывали изгрызенные стены ратера, перемежаясь с огромными ветвистыми кристалли-эскими формами металлов, образующими целые рощи живительных деревьев и кустарников. Вот из-за темного ^бчатого края противоположного бока провала показался громный серп Земли и еще более увеличил прелесть этой олшебной картины.
Мы миновали эти цирки, валы которых показались нам эудами мелкой легкой пыли, и полетели к северу над сла-о-зеленоватою от света Земли равниной «Моря Дождей», э направлению к отдаленным тарелкообразным углублением северных лунных цирков. Когда мы спустились над этой ввниной на высоту не более полверсты, странное жужжа-ив за боками корабля, подобное шуму слабого ветра, обра-1Ло внимание тех, кто стоял у микрофонов.
— Атмосфера! — воскликнул Людвиг. — Слышите, как умит воздух за бортом корабля?
Первые Публикации
Все прислушались. Действительно, не было сомнения, что мы летим среди легкой атмосферы, но из какого газа состоит она, этого никак невозможно было определить. Отсутствие солнечного света мешало произвести спектральный анализ, а иначе узнать состав было невозможно, так как впустить неизвестный газ в корабль было бы рискованно, не зная его свойств. Мы ограничились тем, что набрали его посредством насоса, прикрепленного к внешней стене ко*
рабля и приводимого в движение гальваническим прибором, в особый гуттаперчевый мех, тоже находящийся снаружи, и отложили химическое исследование до возвращения на Землю.
Когда, продолжая путь, мы приподнимались несколько выше, шум за стенами прекращался и снова ясно слышался, когда мы понижали полет. По высоте этой границы шума было очевидно, что ощутимая часть лунной атмосферы не достигает в этом месте даже и километра и что она лежит не только ниже горных цепей, идущих всюду по краям к середине лунного диска и отдельно стоящих гор, достигающих на Луне гигантской высоты, но даже и на равнинах покрывает наиболее низменные места подобно тому, как моря на земной поверхности.
СТАРЕЙШИЕ УЧЕНЫЕ-КОММУНИСТЫ — О ВСТРЕЧАХ С В. И. ЛЕНИНЫМ
НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ СЕМАШКО
(1874—1949),
член Коммунистической партии с 1893 года. Принимал участие в вооруженном восстании в Октябре 1917 года. С 1918 по 1930 год он — нарком здравоохранения. С 1944 — член Академии медицинских наук СССР, с 1945 года — член Академии педагогических наук РСФСР.
Из воспоминаний Н. А. Семашко о трудных днях становления народного здравоохранения в период разрухи:
«С каждого посещения В. И. Ленина я обыкновенно уносил какое-нибудь ценнейшее указание его. Он прекрасно понимал» что без культуры и самодеятельности самого населения бороться с эпидемиями очень трудно, он не раз одобрял мой лозунг: «Охрана здоровья трудящихся — дело самих трудящихся». Он неизменно настаивал на том, чтобы вести систематическую борьбу за чистоту, с вошью. Он со мной и с тов. Бонч-Бруе-вичем объезжал московские пропускные пункты, которые были построены на всех крупных вокзалах Москвы, чтобы тысячами пропускать через бани, дезинфекционные камеры и прачечные всех приезжающих в Москву...»
— Так вот почему, — воскликнула Вера, — эти места кажутся при наблюдении с Земли настолько темнее остальных, что древние астрономы приняли их за океаны и моря и дали им соответствующие названия! Значит, это «Море Теней», над которым мы летим, есть действительно море, но только не водяное, а газообразное! «Океан Бурь», «Море Ясности», «Море Кризисов», «Море Плодородия», повсюду разбросанные по диску Луны и связанные между собою проливами, — все это не пустые названия, как думали в последнее время!
Удивленные, мы опустились еще ниже к самой поверхности и тут заметили, что вся равнина была покрыта мелкою растительностью лишайников, мхов и более высших растений неизвестных «идо», по общему типу напоминающих земные. Здесь, в замкнутых воздушных бассейнах, при недостатке влаги, которая хотя, по-видимому, и растворена в атмосфере, но находится в таком ничтожном количестве, что никогда не сгущается в дожди и облака, органическая жизнь не могла еще развиться до своих высших разумных форм. Несколько родов и видов низших животных, которых мы встретили, отличались огромными веерообразными придатками вроде огромных ушей, которыми они, очевидно, поглощают влагу из воздуха за недостатком обыкновенной воды. Петр захватил своим рычагом, то есть железной рукой корабля, наиболее интересные из них и положил их в наружную сетку, чтобы мы с Иосифом рассмотрели их при возвращении.
Вся эта коллекция была собрана недалеко от цирка Платона, к которому мы быстро направляли свой полет.
Цирки громадной величины мы видели разбросанными по всей лунной поверхности. Они были поразительно похожи то на следы гигантских дождевых капель на песке, то на дыры, пробитые в стекле ружейной пулей. До сих пор они сбивали с толку всех астрономов, придумывавших самые сложные гипотезы, объяснявшие их происхождение. Но все эти гипотезы справедливо отвергались большинством как не объясняющие характеристических особенностей.
— Странная вещь, — сказал Иосиф, — откуда взялись здесь глина и песок, эти продукты водного разложения?
дй| — ответил я, — очень может быть, что правы те астрономы, которые утверждают, что Луна прежде быстрее вращалась «округ оси и что вода была распространена в разных местах по ее поверхности, а теперь вся сосредоточилась на противоположной стороне благодаря тому, что это полушарие сильно поднялось «верх от тяготения к Земле.
— А вот увидим, когда будем на той стороне, — сказала Вера.
Неподвижно вися в пространстве, мы долго любовались видом цирка Платона. Наконец мы спустились к самой поверхности его вала и пытались набрать от него рычагом нашего корабля несколько кучек его щебнеобразной массы.
Вдруг обе наши леди вскрикнули в испуге. Я оглянулся. Среди ночной полутьмы вся окрестность озарилась красно-малиновым светом, ярким, как свет Солнца. Большой огненный шар несся прямо на нас, рассыпая за собою блестящие искры в редком воздухе «Моря Теней». Казалось, не было никакой возможности миновать гибельного удара.
(Окончание следует)
СТАРЕЙШИЕ УЧЕНЫЕ-КОММУНИСТЫ - О ВСТРЕЧАХ С В. И. ЛЕНИНЫМ
ПЕТР АЛЕКСЕЕВИЧ ОСТРЯКОВ (1887—1952),
член КПСС с 1945 года. В период с 1918 по 1927 год работал в нижегородской радиола-иоратории. Инженер-радиотехник. Под его руководством была построена московская ра-Диостанция имени Коминтерна. в 1923—-1941 годах участвовал в проектировании и строительстве ряда мощных советских радиостанций.
Мы приводим отрывок из статьи П. А. Острякова «Га-IVLtf** пум5гитги *без Расстояний», рассказывающий об Участии в. И Ленина в создании энергетической базы для советской радиолаборатории.
нви2пад«^11?.лЙЛЬИЧ г1ротянУл мне руку и сказал (ко-юбин,тиРй^,СЛ°Ва Владимира Ильича, ходившего по каоинету, врезались в память):
u ~-*сли вы будете писать мне в следующий раз, пе-S 71™.! машинке. Я с трудом прочел ваше письмо. ..21 етил что"т9 насчет того, что я не очень надеялся, что письмо дойдет до него.
Г" Тогда для чего же вы мне его писали7 Ответить на этот вопрос мне было нечего. Г" Ну, рассказывайте, что у вас там произошло. п Я к°ротко изложил положение, в котором оказалась "?51? " а электРостанции, почему она необходима, что такое электронная лампа и для чего она нужна. Показал детали и лист стали от машины высокой частоты. ™л1димир Иль^ич внимательно меня выслушал, взял ZlZJt^ZZL трубку' вымал Наркомфин, и вопрос о получении денег сразу же был решен».
БЫСТРЕЕ ЛИ НА ЛУНЕ?
* ««а?*™0' что сила тяжести на Луне в 6 раз (точнее, L«; ^иМЛНЛШ6' Чем на Земле. И не один юный космо-пап1п^ЛтаЛТв "РЬ'гнуть сразу в 6 раз дальше и, значит, передвигаться в 6 раз быстрее.
Но погодите. Дальше — да, но не быстрее! *JL5aMOM двлв' что происходит, когда прыгают в длину, бросают диски или стреляют из орудии? «у»
„Во всех этих случаях телам сообщается под некоторым углом к горизонту какая-то начальная скорость, с которой . должны двигаться по инерции (сопротивление атмосферы не принимаем во внимание). И если тела получают равные начальные скорости, то двигаться поступательно они будут одинаково быстро, независимо от того, где это происходит, вблизи Земли или Луны.
Однако тела эти будут одновременно и падать, но уже с разными скоростями — на Луне в 6 раз медленнее, чем на Земле. Поэтому на Луне до момента падения тело будет поступательно двигаться в б раз дольше и, следовательно, улетит при равной начальной скорости в б раз дальше, чем на Земле.
И еще одно соображение. На Луне меньше, чем на Земле, толькоwвес тел, а не их масса, которая всюду остается неизменной. Приобретаемая же телом скорость зависит не от веса его, а от массы и приложенной силы; равные силы всюду сообщают равным массам одинаковые скорости.
На то, чтобы пройти прыжками один километр на Луне, понадобится столько же времени, сколько на Земле, поскольку начальные скорости одинаковы. Так что при передвижении будущие лунные путешественники не выигрывают во времени, но выигрывают в затрате энергии: при равных усилиях человек прыгнет на Луне в б раз дальше и совершит, таким образом, для преодоления каждого километра пути в б раз меньше прыжков, чем на Земле.
Вообразите, что вы с товарищем прыгаете, но на товарища действует земная сила тяжести, а на вас — лунная. Предположим, что товарищ прыгнул на расстояние в 5 м. По прошествии одной сену иды он уже опустился на почву, а вы к этому моменту поднялись до точки А. Товарищ тотчас же снова прыгнул и опустился, вы же поднялись еще выше — до точки В. В третий раз товарищ прыгает и опускается, а вы витаете над ним в пространстве, иа высоте двухэтажного дома, в точке В.
Но это только частный, фантастический случай. Вообще же на графике показаны движения тел (на Земле и на Луне), запущенных с начальной скоростью около 7 м сен под углом в 45° к горизонту.
м. астров
Hi примере изучении Луны ярко выявляется особенность космических исследований вообще. Если на Земле исследователь, прежде чем приступить К изучению образцов, может подержать их • руках или, не худой конец, «в упор» рассмотреть сквозь защитные стекла «горячих» камер, то при наблюдении космических объектов это исключено. Примером может служить Луна. Как это ни парадоксально, »се уловки современной техники наблюдений еще не могут дать тех надежных сведений, которые ученый мог бы получить, взглянув а непосредственной близости на ландшафт Луны, пройдясь по ее поверхности, подержав в руках лунную «землю». И хотя современные методы достигли высокого совершенства, даже самые крупные специалисты не могут прийти к единому мнению по самым, казалось бы, простым вопросам, касающимся строения Луны.
«ПОВЕРХНОСТЬ луны покрыта пылью»
Этой точки зрения придерживаются некоторые американские астрономы. Большинство склоняется к тому, что лунные моря покрыты слоем пыли толщиной • несколько сантиметров. Внутри лунных кратеров толщина слоя может достигать нескольких километров. Американский астроном Т. Голд идет даже дальше. Он считает, что лунные моря — это тоже гигантские кратеры, заполненные многокилометровым слоем пыли.
Но как же пыль может с возвышенных участков лунной поверхности попадать в эти кратеры? Недавно Голд показал, что мельчайшие частицы пыли, заряженные электрически, могут «парить» над поверхностью Луны, которая сама должна электризоваться под действием солнечного излучения. Скользя таким образом по склонам, пыль засыпает впадины и выравнивает поверхность Луны. А по такой выровненной поверхности последующие частицы скользят до тех пор, пока не достигнут дна впадины. За несколько тысяч миллионов лет самые глубокие кратеры могли быть до краев заполнены пылью.
Некоторые наблюдения английских астрономов, казалось бы, подтверждают пылевую гипотезу. Изучение длины теней, отбрасываемых неровностями лунного рельефа при различных углах падения солнечных лучей, показало, что крутизна лунных склонов очень редко превышает 6°.
Если гипотеза верна, то вполне возможно, что пыль на лунных склонах находится § состоянии неустойчивого равновесия. Сейсмический толчок, падение крупного метеорита, посадка космического корабля может быть причиной пылевых лавин. Чтобы изучить эти процессы, американские специалисты пытаются моделировать лунную пыль.
1.
ЛИК
ЛУНЫ
л. александров, инженер
Судя по опытным денным, ближе всего к лунной пыли подходит песок, содержащий 99% кварца, промытый и размолотый в очень тонкую белую му-ку. Именно эта пыль используется для воссоздания в вакуумных камерах условий, которые ожидают космические корабли, садящиеся на лунную поверхность.
«А как объяснить ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ отдельных участков лунной поверхности!»
Не так давно на поверхности Луны были обнаружены люминесцирующие участки. Под действием сильного коротковолнового излучения, кроме pax-сеяния видимых солнечных лучей, вещество лунной поверхности высвечивает еще дополнительную энергию. Этот эффект удалось наблюдать английским астрономам Д. Рингу и Д. Грэйнджеру с помощью аппаратуры, работающей за пределами атмосферы на ракетах или спутниках.
Для обнаружения люминесценции спектрограмма солнечного излучения сравнивалась со спектрограммами солнечных лучей, отраженных от поверхности Луны. На первой из этих спектрограмм при некоторых длинах волн были обнаружены провалы, свидетельствующие о том, что излучения на этих длинах поглощались газами, находящимися на поверхности Солнца. На спектрограммах же Луны эти провалы отсутствовали «из-за наличия люминесценции самих лунных пород.
Наблюдения английских астрономов плохо увязываются с «пылевой гипотезой». В самом деле, люминесцирующие породы давным-давно должны были бы покрыться пылью, если не допустить более смелого предположения, согласно которому они появились на Луне сравнительно недавно и еще не оказались погребенными.
Предполагаемая структура лунной поверхности,
ТОНКАЯ ПЫЛЬ
ГРАВИЙ
РАСТРЕСКАВШАЯСЯ ОСНОВНАЯ ПОРОДА
РЕДКИЕ ТРЕЩИНЫ В ПОРОДЕ
МОНОЛИТНАЯ ПОРОДА
«лунная поверхность состоит
из твердых пористых пород»
Считают, что поверхность Луны должна быть покрыта трещинками и выбоинами глубиной от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Другими словами, лунная поверхность похожа на «вспененную» пористую каменную лаву.
В Советском Союзе проведен анализ спектра солнечных лучей, отраженных лунными породами. Замеренная интенсивность отражения для лунных пород оказалась значительно меньше земных.
«вулканическая деятельность на луне продолжается»
Осенью 1958 года Н» А. Козырев обнаружил извержение вулкана на Луне. Это открытие пролило некоторый свет и на происхождение лунных кратеров и на пористость пород.
В самом деле, когда расплавленные массы из недр Луны выходят на поверхность, отсутствие атмосферы должно заставить бурно выделяться растворенные в них газы. Этим и объясняется возникновение пористых лунных пород, плохо проводящих тепло. Выходящие газы не могли создать лунную атмосферу, поскольку •интенсивное облучение их солнечными лучами должно было сообщать молекулам газа скорость, превышающую параболическую, то есть 2,4 км/сек. Атмосфера как бы «сдувается» с поверхности Луны солнечным излучением.
Если же у планеты есть уже обширная атмосфера, то тогда солнечное излучение не может ускорить молекулы настолько, чтобы они могли покинуть пределы планеты. Поэтому, если у Луны сразу не было достаточной атмосферы, то она не могла накопить ее постепенно.
Получается парадоксальный вывод: отсутствие атмосферы, вызвавшее пористость рельефа, уменьшая теплоотдачу, способствует накоплению энергии внутри Луны и приводит к вулканической деятельности и горообразовательным процессам.
Открытие Н. Козырева послужило подтверждением гипотезы, согласно которой лунные кратеры — это кратеры давно потухших вулканов, сохранившиеся почти в первозданном виде.
Сторонники «вулканической» гипотезы обычно указывают на неравномерность расположения лунных кратеров, Сторонники же «метеоритной» объясняют это ливнем метеоритов, упавших на лунную поверхность. Сторонники «вулканической» гипотезы приводят в доказательство существования вулканов повышенные температуры в отдельных точках. А их противники объясняют это неравномерностью слоя покрывающей их пыли.
Даже снимки обратной стороны Луны, полученные советскими учеными, не дали перевеса ни одной из гипотез. Дело в том, что «на затылке» Луны очень мало больших морей. Если они явились результатом вулканической деятельности, то почему лунные полушария оказались неравноценными в этом смысле? Но и попытки объяснить это обстоятельство влиянием Земли на метеоритные потоки тоже малоубедительны,
Кто же прав?
Снимок в видимых лунах.
#J равните две фотографии Луны. Пра-w вал явно рельефнее. Кажется, будто над ней поработал опытный мастер, знающий хитрости боковой подсветки, — так четно проработаны морщинки и складочки лунного лика. Как же был получен, такой снимок?
...В углу комнаты на стене висела бумажная собачка с пятнистой мордашкой. Но вокруг не было слышно детских голосов. Напротив: кругом ходили серьезные взрослые дяди и без тени улыбки демонстрировали опыты, которые могли бы составить гвоздь программы любого иллюзиониста. Столь же бесстрастно смотрел на собачку телевизионный объектив.
— Следите за телеэкраном! — Руке* водитель одной из лабораторий Пулковской обсерватории Николай Федорович Купревич прикрыл часть головы собаки черным квадратным стеклом. Оно настолько черно, что через него не увидишь даже ослепляющий диен Солнца (рис. 1). Но на экране телевизора стекло словно по волшебству обрело прозрачность (рис. 2). Сквозь него хорошо были видны все пятна на пестрой собачьей морде. Секрет объяснялся просто. Квадратное стеклышко — один ИЗ применяемых в телескопе светофильтров, пропускающих только инфракрасные лучи. А телевизионная установка выполняла функцию преобразователя инфракрасных лучей в видимые,
если направить телескоп, оборудованный таким преобразователем, на Луну, то мы сможем наблюдать ее в недоступных человеческому зрению инфракрасных лучах. Изображение Луны станет более рельефным.
Рассмотрите попристальнее оба лун* ных портрета. Обычная фотография вы* глядит менее нонтрастно и словно прикрыта дымкой. В особенности неразборчивы места, где расположены лунные моря. Вторая фотография получена на том же телескопе, но только в инфракрасных лучах. Дымка пропала, заметнее стали детали рельефа. Исчезли светлые «лучи», расходящиеся от многих кратеров, и в результате открылись до-
2.
ndlPTP
vAwHH ЛИКА
В, ГУНОВ
Фото И КУПРЕВИЧА
Ри< 1
Рис. 2.
Снимок в инфракрасных лучах
полнительиые подробности. Природа этих «лучей» остается загадкой до сих пор. Самые протяженные «лучи», достигающие в длину несколько тысяч километров, разбегаются от вершины кратера Тихо дв Враге. На своем пути лунные «лучи» пересекают моря и возвышенности, Яркость их настолько сильная и маскирующая, что и сейчас при рассмотрении • крупнейшие телескопы ученые недоуменно пожимают плечами. До сих пор природа лунных «лучей» остается тайной. Обычная фотосъемка не дает исчерпывающего ответа. Вещество пород, из которых состоит поверхность «луча», по-видимому, сильно люминесци-рует, Возбуждать люминесценцию могут ультрафиолетовые лучи Солнца; в земных условиях большая их доля поглощается а атмосфере. По-иному обстоит дело на Луне, которая не имеет атмосферы. В результате яркого свечения лунных пород, быть может, и возникает своеобразная маскировка теней, обнаружить которые через телескоп обычным глазом или даже фотосъемкой невозможно. Не исключен и другой случай — некоторые участки Луны светятся в инфракрасных лучах ярче, чем в видимых.
Ученые Пулковской обсерватории применили особый телевизионный преобразователь невидимой инфракрасной части спектра в видимую, По существу, это обычное телевизионное устройство. Только вместо передающей трубки, чувстви-тельной к лучам видимого спектра, астрофизики использовали другую -специального типа, с повышенной чувствительностью к инфракрасной области спектра. Изображение Луны передавалось на экран телевизора последовательными строчками, как текст страницы, а затем фотографировалось с телевизионного экрана обычным фотоаппаратом.
Публикуемый впервые опытный снимок поверхности Луны i инфракрасных лучах сделан • ноябре 1962 года. Работы продолжаются. Они помогут уточнить облик Луны, так интересующий космических картографов.
ЛУНА СО СПИЧЕЧНУЮ ГОЛОВКУ
См. 4-ю тр. обложки
Какой величины кажется вам полный месяц на небосводе. С тарелку? С яблоко? Подвесьте яблоко на нитке и отходите от него постепенно все дальше, пока оно не закроет полностью лунный диск. Измерьте расстояние от глаза до яблока. Оно будет равно примерно 10 м, А тарелку пришлось бы удалить метров на 30! Как ни странно, наиболее подходящим «масштабом», который соответствует кажущимся размерам Луны, служит головка спички (на расстоянии
25 см от глаза). Если предмет удален ОТ нас на расстояние, в 57 раз превышающее его диаметр, то угол зрения, под каким мы его видим, равняется 1°. Луну жв мы видим под углом немногим
больше Yf
Значит, расстояние до Луны превышает ее диаметр примерно е 110 раз.
А истинные размеры Луны видны из рисунка.
01237
НА ЛУНУ
Н. ВАРВАРОВ,
старший научный сотрудник
Рис. Г. НОВОЖИЛОВА и А. ВАБАНОВСКОГО
П римерно такой вопрос американский издатель Г. Коулс ? ? задал Н. С. Хрущеву. Никита Сергеевич ответил: «Посылка людей на Луну вызывает много различных проблем. Чтобы слетать на Луну и обратно, требуется очень много средств».
Какие же проблемы должны быть решены наукой и техникой для того, чтобы прилунение человека стало реальностью?
ЛУНА БОЛЬШОЙ ЛУНЫ
В нашу жизнь прочно вошли искусственные спутники Земли. Но, по-видимому, не только Земля должна иметь искусственных спутников. Они необходимы для изучения других небесных тел, в первую очередь Луны, Марса и Венеры. Создание этих спутников — задача не простая. Прежде всего ракета, чтобы перейти на орбиту спутника Луны, должна иметь строго определенную скорость. Так, ракета, движущаяся вблизи Луны на расстоянии, например,
Автоматические станции ближнего действия. Они перелают собранную информацию на корабль, который по радио и телевизионным каналам передает ее на Землю.
200 км от ее поверхности, для перехода на траекторию полета вокруг Луны должна иметь скорость 1 590 м в секунду. Если эта скорость окажется всего на несколько десятков метров в секунду меньше, ракета под действием притяжения Луны «упадет» на ее поверхность. Если же скорость ее будет больше, то она навсегда уйдет от Луны, став спутником Солнца. Но этого мало. Чтобы заставить ракету двигаться вокруг Луны, надо при строго определенной скорости придать ей и строго заданное направление движения. Поэтому, кроме специальных ракетных двигателей и необходимого запаса топлива для них, ракета должна быть снабжена средствами ориентации относительно Луны и стабилизации ее положения а пространстве.
Космический корабль — спутник Луны, находящийся на высоте 200 км от ее поверхности, примерно за 2 часа облетит вокруг нее, пройдя путь 12177 км. При этом, когда корабль закончит полный оборот, он окажется частично уже над новым районом лунной поверхности: ведь Луна хотя и медленно, но все же вращается вокруг своей оси. Благодаря этому в течение некоторого времени можно обследовать со спутника всю лунную поверхность. Расчеты показывают, что если спутник будет двигаться по орбите, проходящей через полюсы Луны, то за время ее полного оборота вокруг» своей оси, равное 27 суткам, 7 часам и 43 минутам, спутник совершит 308 оборотов. За это время можно будет сфотографировать всю поверхность Луны и снимки эти передать на Землю.
Однако спутники Луны не позволят изучать непрерывные изменения условий в том или ином районе поверхности — скажем, температурный режим, уровень радиации, состав и характер лунных пород и т. д. Для этого понадобятся автоматические станции с научными приборами и радиотелеметрической и телевизионной аппаратурой для передачи данных на Землю.
Автоматические станции дальнего действия. Они поддерживают связь непосредственно с Землей.
лунные автоматы
Об автоматических научно-исследовательских станциях написано уже немало. Мы остановимся лишь на их доставке и некоторых особенностях их конструкции. Очевидно, что главное требование к ракетам, доставляющим станции на Луну, — это мягкая, безударная посадка. Отсутствие же у Луны атмосферы приводит к тому, что для обеспечения мягкой, безударной посадки ракеты надо использовать тормозные ракетные двигатели. Следует иметь в виду, что при посадке на Луну система управления полетом ракеты должна действовать независимо от бортовых приборов. Объясняется это тем, что для передачи радиосигнала с ракеты на Землю (и обратно) понадобится около 2,5 сек., а за это время ракета при скорости в один километр в секунду пролетит два с половиной километра! Для безударной и мягкой посадки система управления должна реагировать на все изменения скорости в зависимости от высоты практически мгновенно, должна иметь амортизирующие телескопические шасси. Спроектировать их можно, лишь зная состав и механические свойства лунного грунта. Следует также учесть, что при посадке поток раскаленных газов, выбрасываемый из сопла тормозного двигателя, разрушит и оплавит поверхность в месте посадки. Поэтому анализ состава и структуры лунной почвы непосредственно в месте посадки не даст верных сведений. «Представительные» пробы грунта возьмут автоматические станции, которые смогут после прилунения ракеты отойти от нее на некоторое расстояние. Если в районе посадки лунная поверхность будет иметь твердый грунт, то достаточно, чтобы приборы-автоматы отошли от ракеты на. расстояние нескольких десятков метров, а если район посадки будет покрыт слоем мельчайшей пыли, то они должны отойти на несколько сотен, а возможно, и тысяч метров.
Однако такие автоматические станции с малым радиусом действия позволят вести наблюдение только в определенных районах лунной поверхности. Чтобы расширить область обследования, понадобятся подвижные автоматические станции с большим радиусом действия. Они должны иметь возможность перемещаться на большие расстояния и самостоятельно ориентироваться в микрорельефе, избегать провала в трещины и выбоины, обходить крупные препятствия. Но как бы ни были совершенны такие автоматические станции, непосредственное участие человека еще больше расширит возможности исследования. Но прежде чем человек высадится на Луне, надо тщательно изучить условия полета человека по трассе Земля — Луна — Земля.
Старт с поверхности Луны,
ОРБИТАЛЬНЫЕ ПОЛЕТЫ
Полету человека в околоземное космическое пространство предшествовали полеты искусственных спутников Земли. Полетам человека к Луне будут предшествовать орбитальные полеты космических кораблей по трассе, огибающей одновременно Луну и Землю. Такие полеты помогут тщательно изучить условия на этой космической трассе и разработать средства, обеспечивающие жизнедеятельность людей, совершающих межпланетное путешествие. Кроме того, они выгоднее с энергетической точки зрения. Вот несколько цифр: запас топлива на корабле, долетевшем до Луны, осуществившем безударную посадку и возвращающемся на Землю, должен обеспечить разгон при взлете с Земли до скорости 11,2 км в сек.; торможение для мягкой посадки на Луну —• до 3 км в сек.; затем разгон корабля /при взлете с Луны до скорости 2,4 км в сек. Для корректировки полета на трассе корабль должен иметь дополнительный запас топлива. Суммарная скорость составит около 20 ikm в сек. А это оначит, что если полезный груз корабля взять равным хотя бы 10 т, то стартовый вес лунного корабля при скорости истечения тазов в 5 ООО м/сек составит около 3 ООО т. Построить такой корабль, у которого начальный вес был бы в 300 раз больше конечного, на современном этапе развития техники невозможно. Выполнение же орбитальных полетов значительно облегчает задачу, поскольку в этом случае корабли не производят посадку на Луну, а, облетев вокруг нее, возвращаются к Земле. Но значит ли это, что перелет экспедиции исследователей на Луну будет еще долгое время невозможным?
Конечно, нет}
ЛУННАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ
Предвидя трудности создания космических кораблей большого веса и размеров, исследователи намечают такой путь достижения Луны: использовать в качестве промежуточных топливозаправочных станций искусственные спутники Земли и другие небесные тела. В этом случае перелет будет складываться из нескольких этапов. Первый — взлет кораблей с Земли и выход их на орбиту искусственных спутников нашей планеты. После уточнения параметров движения — высоты, скорости и направления движения — и дозаправки топливом корабли стартуют к Луне. По достижении скорости 11,2 км в сек. двигатели выключаются, и начинается второй этап. Он займет более 99% полетного времени. Третий этап — приближение кораблей к Луне при работающих тормозных двигателях и выход кораблей на круговую окололунную орбиту. Четвертый этап связан с перелетом экспедиционных кораблей малого веса с орбиты спутника на поверхность Луны. Выполнив свою задачу, исследователи взлетают, выводят свои экспедиционные корабли на орбиту движения вокруг Луны и здесь пристраиваются к уже подготовленной для возвращения на Землю экспедиции. Отсюда корабли стартуют к Земле. Приблизившись к нашей планете, они выходят на траекторию вокруг Земли. А уже затем члены экспедиции на ракетопланах произведут перелет на родную планету.
Реализация такой схемы лунного перелета, конечно, сложна. Однако нет сомнения в том, что она будет освоена и человек ступит на поверхность нашего ближайшего космического соседа...
4. штлунмт
В. ТЕРЕХОВ, инженер
ШЩ уна ведь обыкновенно делается в Гамбурге», — 99мш утверждал небезызвестный Поприщин. Отдавая должное интуиции гоголевского героя по части изготовления светил, мы должны тем не менее внести некоторые географические коррективы.
...Тот, кто отдыхал прошлым летом около Феодосии, наверняка наблюдал необычное зрелище. «Поднять Луну!» — раздавалась команда, и вслед за этим между двумя высокими мачтами к небу устремлялся металлический диск, сверкавший под лучами солнца. Этот гигантский «блин» и представлял собой искусственную Луну. Зачем понадобилась земная имитация ночного светила?
«На пыльных тропинках далеких планет останутся наши следы», — говорится в известной песне. Если иметь в виду лунные тропинки, то вопрос о пыли и следах на них остается открытым.
Что представляет собой внешний слой изрытого оспинами лунного лика?
До последнего времени волны видимого света, отраженные поверхностью Луны, были чуть ли не единственным источником сведений о нашей космической соседке. Лишь с тридцатых годов к источникам информации о Луне добавилось ее собственное невидимое инфракрасное излучение. Наконец, совсем недавно был освоен еще один весьма эффективный инструмент изучения лунной почвы «?» радиозондирование. Установлено, что радиоволны отражаются от Луны, как от шара с зеркальной поверхностью. Иными словами, лунные тропинки гладки для радиоволн. С другой стороны, лунный лик рассеивает свет так, будто он шероховат, причем размеры неровностей больше длины световых, но меньше радиоволн. Быть может, лунная почва имеет зернистую структуру, как у зубного порошка?
Оказалось, что через час после начала затмения поверхность Луны на экваторе остывает с +120° до —80°. Подобная скорость охлаждения может быть свойственна лишь веществу, обладающему в тысячу раз меньшей теплопроводностью, чем у земных пород. Было высказано мнение, что верхний слой Луны — пыль. Так родилась известная двухслойная модель поверхностной структуры Луны: сверху —тонкий пылевой чехол, снизу—подстилающие твердые породы. )
В результате измерений на радиотелескопе с диаметром зеркала около метра было обнаружено, что самая высокая температура на Луне наступает не в лунный полдень, а значительно позднее. Оказалось, что радиоизлучение идет не только с самой поверхности Луны, но и из слоев веществ, лежащих под ней. Следовательно, излучению надо пройти всю толщу вещества, прежде чем выйти на поверхность. Очевидно, что период максимального радиоизлучения будет отставать от полнолуния на время, необходимое для распространения тепла и прогрева более глубоких излучающих слоев. Для объяснения запаздывания максимума радиоизлучения достаточно ввести предположение, что плотные слои вещества Луны покрыты слоем пыли. Толщина его равна нескольким миллиметрам, Из-за этой «шубы» и происходит температурное «запаздывание».
Итак, радиоизмерения, казалось бы, рассеяли последние сомнения относительно структуры верхнего слоя Луны. Получалось, будто на лунных тропинках в самом деле останутся следы космонавтов.
Но тут Луна снова озадачила ученых. Еще в 1951 году начались систематические измерения радиоизлучения Луны на обсерватории в Зименках, под Горьким. Наблюдения велись с помощью радиотелескопа с параболическим зеркалом диаметром около 4 м. Постепенно выяснилось, что для лучшего зондирования пылевого покрова нужно использовать менее длинные волны. Ибо чем короче волна, тем все более тонкий слой поверхности мы прощупываем.
В 1953 году начались работы над созданием радиотелескопа на сантиметровых волнах. А в 1959 году был построен и миллиметровый телескоп.
В результате широкой программы исследований, осуществленной Радиофизическим институтом Горьковского университета, было обнаружено, что верхний покров Луны примерно однороден на глубину до 1,5 м и никакой двухслой-пыль или
МИКРОПОРКА?
ности • пределах этой глубины не наблюдается. Но если этот толстый слой однороден, то каков он? Быть может, это вовсе не пыль, а легкое пористое вещество наподобие пемзы? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно было измерить температуру лунной поверхности с гораздо большей точностью, чем раньше.
Ведь существовавшие до последнего времени методы радиоизмерения Луны допускали ошибки в 20%. Между тем необходимо было сократить отклонение от средних значений до 1—2%.
Наиболее точно оценить лунные сигналы можно, лишь сравнивая их с излучением какого-то эталона. Тут-то и пришла на выручку искусственная Луна*
В первых опытах эталонный излучатель представлял собой диск из алюминиевого листа, выложенного на склоне оврага. На противоположной стороне оврага находился радиотелескоп. Расстояние до диска составляло около 500 м, поле-речник самого диска был равен 30—40 м. В дальнейшем модели Луны стали поменьше — диаметром около 5 м. Но угловые размеры диска для наблюдателя, стоящего на месте радиотелескопа, совпадали с видимыми размерами Луны. Сигнал от настоящей Луны сравнивался с сигналом от искусственной Луны.
В результате измерений было определено температурное отставание лунного полдня на 5 дней, в то время как по теории однослойной модели оно не должно было превышать 3,7 дня. Неужели все-таки на Луне есть слой пыли?
Значительно труднее было провести измерения на миллиметровых волнах. Они очень сильно поглощаются атмосферой Земли. Следовательно, надо было подняться как можно выше над уровнем моря. И вот группа исследователей под руководством доктора физико-математических наук
и
СТАРЕЙШИЕ УЧЕНЫЕ-КОММУНИСТЫ - О ВСТРЕЧАХ С В. И. ЛЕНИНЫМ
ЛЮДВИГ КАРЛОВИЧ
МАРТЕНС
(1875-1938).
член Коммунистической партии с 1893 года, член Президиума ВСНХ, председатель Главметал-ла, с 1927 года — главный редактор «Технической энциклопедии», председатель Комитета по делам изобретений ВСНХ.
Л. К, Мартене в статье «Воспоминания о В. И. Ленине» рассказывает, как началось изучение Курской магнитной аномалии:
«Владимир Ильич очень интересовался магнитной аномалией, таи паи видел ? ней огромные возможности для'нашей металлопромышленности. В начале 1922 года он поручил мне поехать в Курск и постараться выяснить, что собой представляет эта аномалия и наново ее значение».
В. Троицкого ведет свои исследования в горах на высоте нескольких километров над уровнем моря. Интенсивность принимаемого излучения Луны заметно возросла. Два месяца упорной работы — и вот уже первые результаты. Радиоизлучение Луны на этой волне такое, будто никакой пыли нет. Измеренное отставание было равно всего лишь двум дням. Это точно соответствовало значению, предсказанному теорией радиоизлучения для однородной структуры слоя.
Опыты с искусственной Луной показали, что плотность вещества в верхнем слое Луны в два раза ниже плотности воды, а не в два раза выше, как считалось раньше. Недавно полученные сведения позволяют утверждать, что лунный чехол — не слой тонкой пыли, а сплошное пористое вещество с физической структурой пемзы. Перепробовав с помощью радиощупалец сотни образцов земных горных пород, ученые нашли, правда ориентировочно, и химический состав лунной почвы: 60—65% окиси кремния (кварц?), 15—20% окиси алюминия (корунд?), остальные 20%—окисг лы калия, натрия, кальция, железа и магния. Эту породу со своеобразной структурой горьковчане назвали «лунитом».
Но, пожалуй, самым интересным итогом точных экспериментов с искусственной Луной была оценка температуры в глубинах естественной Луны. Чем длиннее волна, тем с больших глубин идет излучение. Поток тепла из тела Луны оказался тем же, что и у Земли. Уже на глубине 50— 60 км температура лунных недр достигает тысячи градусов. Должно быть, не зря бледная и холодная с виду Луна пользуется таким вниманием влюбленных: у нее горячее сердце!
Сигналы, посланные к «Лине» радиолокатором, отражались и принимались радиотелескопом.
АКУСТИЧЕСКИЙ ВХОД ? ЭЛЕКТРОННУЮ МАШИНУ
В качестве акустического входа в электронную машину создана ячейка «в тонких кварцевых нитей, собранных в пакет. Под действием звука несколько тысяч тончайших кварцевых светопроводов, вибрируя, образуют своеобразную оптическую картину, которая может быть использована для кодирования звуковых сигналов (США).
ВЕЛОСИПЕД С ПРИЦЕПОМ
К обычному велосипеду можно прикрепить двухколесную тележку для туристского снаряжений и посадить в нее одного пассажира. Тележка изготовлена из трубчатого алюминия (ФРГ).
АСФАЛЬТ УПРАВЛЯЕТ ПОГОДОЙ!
Квадраты белого гипса н черного асфальта были уложены на солнцепеке, а в почве под ними установлены термопары. Через некоторое время обнаружилось, что температура земли под асфальтом на глубине полутора сантиметров повысилась на 10,5° С. Под белыми гипсовыми квадратами температура по сравнению с первоначальной оказалась почти на 13° С ниже. Эти цифры дают надежду на решение одной из самых сложных проблем, стоящих перед человечеством: научиться управлять погодой.
Известно, что температура земной поверхности до высоты в несколько сот метров определяет температуру воздуха, находящегося над ней. Поэтому, если несколько десятков или сотен квадратных километров суши неподалеку от моря или озера покрыть асфальтом, возникнет усиленная циркуляция воздушных потоков, увеличится испарение воды с поверхности водоема, что приведет к образованию облаков и выпадению осадков.
Эту ндею предполагается проверить на побережье Ливии или Египта. Ожидается, что в результате эксперимента удастся увеличить количество осадков с 50—100 мм в год до 500—700 мм. Ученые полагают, что зтим методом можно будет освобождать большие города от «смога» (Англия).
МАСЛО В ПОРОШКЕ
Разработан метод получения порошкообразного сливочного масла. Порошок получается путем сушки в распыленном состоянии обычного масла. Влажность порошкообразного масла менее одного процента. Жирность — 82%, содержание молочных белков — 15% против 0,6% в обычном масле. Кроме того, в состав нового пищевого продукта в небольших количествах входят некоторые минеральные соединения. Оно не портится в условиях тропического климата.
Основной метод использования — путем сухого смешивания с другими пищевыми продуктами (Австралия).
МЕТАЛЛ В КОСМОСЕ
Опыты, имитирующие космическую обстановку, проводились в вакуумной камере с давлением, соответствующим разрежению на высоте 600 км над Землей. Оказалось, что срок службы различных металлов до разрушения под действием усталостных напряжений в условиях космического пространства значительно возрастает. Например, для алюминия он возрос в 5—8 раз. Ученые считают, что причиной этого эффекта является отсутствие окислов на поверхности металлов. В земных условиях окислы препятствуют «затягиванию» микротрещин. Полагают, что результаты опытов позволят выявить методы повышения усталостной прочности металлов в земных условиях (США).
МАШИНКА ДЛЯ НАДПИСЫВАНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
Создана небольшая пишущая машинка для надписывав-ния чертежей и заполнения, таблиц. С ее помощью можно проставлять цифры, отпечатывать стрелки на размерных линиях и наносить обозначения деталей. Отпечатанные знаки хорошо видны, а если чертеж сделан на кальке, то отчетливо получаются и на светокопиях. Машинка укрепляется на горизонтальной линейке чертежного аппарата (Ф Р Г).
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВЕРТОЛЕТ
Вертолет «Трифи-биан» может передвигаться по земле, воздуху и воде. На вертолете устанавливается газотурбинный двигатель, работающий без теплообменника с использованием эжекцнонного действия потоков поступающего в компрессор воздуха.
При движении по земле винт вертолета отключается, а анергия газотурбинного двигателя обеспечивает скорость около 65 км/час. Переднее колесо вертолета является управляемым. При полете в воздухе действует винт. Стеклопласт-массовый корпус, баки для горючего и обтекатели дают возможность передвигаться вертолету по воде или над водой с включенным винтом (С Ш А).
АППАРАТ ДЛЯ ОПЕРАЦИИ НА СЕРДЦЕ
Единственный в своем роде аппарат работает на электронном принципе. Аналогичные
аппараты, применявшиеся до сих пор, имеют движущиеся детали, благодаря чему часто наблюдались неточности. В новой модели эти детали отсутствуют, включение производится при помощи электронных трубок. Модель такого аппарата уже два года применяется в четырех хирургических клиниках в Будапеште. С помощью втого аппарата была спасена жизнь сорока одного человека (Венгрия).
«ВЕЧНАЯ» БАТАРЕЙКА
Батарейка представляет собой керамическую палочку из титаната стронция. Один ее
конец содержит радиоактивный стронций-90. Этот изотоп в результате распада выделяет тепло. Благодаря термоэлектрическому эффекту тепло преобразуется в электрический ток. Мощность атомной батарейки меньше ватта, но ее вполне достаточно для питания лампочки карманного фонарика в течение многих лет (США).
«ЗРИМЫЙ» ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ
Магнитное поле Земли можно сделать видимым. Для этой цели ученые предлагают распылить в верхних слоях атмосферы порошковидный ферромагнитный материал на основе соединений барня. Тогда изменения магнитного поля Земли можно будет наблюдать в телескоп (Англия).
ПРОЗРАЧНЫЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ЭКРАН
В обычных телевизионных кинескопах люминесцентный экран получается путем осаждения люминесцирующего порошка на дно стеклянной колбы. Непрозрачная зернистая структура покрытия снижает контраст н разрешающую способность экрана. Методом испарения люминофора в вакууме с последующим прокаливанием образовавшегося слоя можно получить прозрачные покрытия, обладающие яркой катодолюминесцен-цией.
На снимке справа две телевизионные трубки, работающие в одинаковом режиме, но одна с прозрачным люминесцентным покрытием (Англия).
Самые первые «Пионеры»
3 марта исполнилось 50 лет со дня запуска КА Pioneer 4. Он стал первым американским искусственным спутником Солнца, начав отсчет успешных миссий Соединенных Штатов к иным мирам.
И.Афанасьев, Д. Воронцов специально для «Новостей космонавтики»
Разработка аппаратов Pioneer для исследования Луны началась летом 1957 г. и получила официальное одобрение 27 марта 1958 г. В их задачу входило не столько изучение нашей ближайшей соседки, сколько отработка схемы перелета к Луне и бортовых систем, а также тестирование самой возможности исследования небесных тел с помощью автоматических станций. Луну и окололунное пространство планировалось изучать с пролетной траектории и с селеноцентрической орбиты. Под одним названием скрывались три разных типа аппаратов, весьма различных по конструкции и по назначению.
Попытка номер раз
В первую группу входили три зонда, называемые Pioneer, Pioneer Able или просто Able - по названию второй ступени РН Thor Able I, предназначенной для их запуска. Аппараты были разработаны в Лаборатории космической техники STL (Space Technology Laboratories) по заказу Управления баллистических ракет ВВС США (Air Force Ballistic Missile Division) для изучения Луны и фотографирования ее обратной стороны. Политической целью проекта было вернуть США статус самой развитой технической державы, который покачнулся после запуска Советским Союзом первого спутника.
«Пионеры» первой группы должны были выполнять задачи с окололунной орбиты. Аппарат оснащался РДТТ, с помощью которого через 65 часов после старта, при подлете к Луне, он должен был снизить скорость на 850 м/с и перейти на окололунную орбиту. На орбите зонду предстояло проработать примерно одну неделю, изучая магнитные поля, радиационную и микрометеоритную обстановку.
На борту КА впервые в мире стояла аппаратура для телевизионной съемки лунной поверхности*: фотоэлемент с телескопом, который обеспечивал получение ИК-изоб-ражения. Вращение зонда вокруг оси давало строки изображения, а поступательное движение по окололунной орбите позволяло сформировать кадр целиком.
В состав научной аппаратуры КА входили терморезисторы для мониторинга температуры в корпусе аппарата, магнитометр и пьезодатчики регистрации числа ударов микрометеоритов. Электропитание обеспечивали 16 ртутных аккумуляторов для питания всех цепей КА и две специальные батареи: никель-кадмиевая для включения РДТТ и оксидно-серебряный аккумулятор для телевизионной системы. Телеметрия передавалась на частоте 108.06 МГц через дипольную, а телевизионная информация - с помощью отдельного передатчика мощностью 50 Вт на частоте 108.09 МГц через рамочную антенну. Команды управления принимались на дипольную антенну на частоте 114.813 МГц.
? Натурный макет Лунного зонда ВВС США (Pioneer 0/1/2) в фондах Национального аэрокосмического музея NASM
Конструктивно зонд представлял собой тело вращения диаметром 73.7 см, составленное из плоского цилиндра высотой 15.2 см и усеченных конусов высотой 16.5 см на обоих торцах. Спереди (по линии полета) был установлен тормозной двигатель ТХ-8-6 массой 11 кг. Общая высота КА с учетом выступающего сопла РДТТ, но без антенн, составляла 61 см. С противоположной стороны - снаружи, на опорном кольце - стояли восемь малых РДТТ. Их предполагалось включать попарно для компенсации отклонения траектории от расчетной и сбрасывать после использования.
Максимальное возможное приращение скорости составляло 25.5 м/с. На опорном кольце крепилась рамочная антенна, а дипольная устанавливалась на нижнем конусе. Гермо-корпус окрашивался в голубой цвет и покрывался черными полосами для поддержания стабильной температуры во время полета. Аппараты стабилизировались вращением и имели стартовую массу от 38.0 до 39.2 кг.
Первый американский лунный зонд был запущен 17 августа 1958 г., опередив первую советскую лунную станцию на 37 дней. Официально он назывался «Лунный зонд ВВС США» (Air Force Lunar Probe), неофициально -Able 1, а в историю вошел под обозначением Pioneer 0. Аппарат погиб из-за аварии первой ступени: вследствие отказа турбонасоса прекратилась подача окислителя, и носитель взорвался через 73.6 сек после старта на высоте 15 км. Телеметрическая информация с КА и верхней ступени ракеты шла до 123-й секунды, траекторные измерения проводились до момента падения ступени в океан.
Второй пуск состоялся 11 октября в 08:42 UTC; лунный зонд получил имя Pioneer 1. При отключении ДУ первой ступени скорость была на 240 м/с выше номинальной, а ее направление было на 2.5° выше заданного. Вторая ступень отработала 104 сек и выключилась от акселерометра при скорости приблизительно 7050 м/с. Из-за движения по нерасчетной траектории она оказалась на 58 м/с ниже требуемой, а отклонение по углу места достигло 3°. На участке работы 3-й ступени к нему добавилось боковое отклонение на 5°, связанное, по-видимому, со сбоем ориентации из-за включения РДТТ в момент, когда его сопло было еще частично закрыто несимметричной конструкцией днища 2-й ступени.
В итоге 3-я ступень отклонилась примерно на 6° и недобрала 208 м/с. Все восемь корректирующих двигателей были включены, но это, конечно, не позволило достичь расчетной скорости. Зонд вышел на баллистическую траекторию и достиг максимального удаления от поверхности Земли 113 800 км**. Наблюдение за его полетом
* Разработана специалистами Станции по испытаниям вооружений ВМС (Naval Ordnance Test Station, N0TS) в Чайна-Лейк, Калифорния. Первоначально создана в рамках проектов Vanguard и Pilot; последний, более известный как Notsnik, был целиком разработан в N0TS. ** По первоначальному сообщению, 127 630 км.
НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ • №5 (316) -2009-Том 19Расчетная циклограмма запуска К A Pioneer 0/1/2
Время от старта, сек Событие Высота, км Дальность, км Инерциальная скорость, м/с
0.0 Старт 0.0 0.0 409.0
ю.о Начало разворота по тангажу 0.2 0.0 411.2
140.0 Окончание разворота по тангажу 67.0 90.2 3206.5
159.5 Выключение ДУ 1 -й ступени 95.4 153.2 4854.5
269.3 Выключение ДУ 2-й ступени 312.4 688.0 7167.4
306.3 Выключение ДУ 3-й ступени 414.8 953.8 10733.8
велось наземными станциями STL, построенными в апреле - августе 1958 г. и оснащенными большими крупногабаритными антеннами, - Малабар во Флориде, Хило на Гавайских о-вах, Миллстоун-Хиллз в Массачусетт-се и Сингапур, а также с помощью уникального британского радиотелескопа в Джод-релл-Бэнк.
После обнаружения отклонения траектории от расчетной 11 и 12 октября было предпринято четыре попытки запустить тормозной РДТТ, чтобы превратить Pioneer 1 в высотный искусственный спутник Земли, однако ртутный аккумулятор уже замерз и не смог замкнуть реле командной цепи. «Самая дорогая баллистическая ракета» летела 43 час 17.5 мин, в течение которых аппарат передавал телеметрическую информацию. Передачи прекратились утром 13 октября, когда зонд вошел в плотные слои атмосферы над Тихим океаном вблизи берегов Перу.
Задача пуска не была выполнена, но специалисты все же смогли получить ценные научные данные. Были проведены измерения магнитного поля Земли и межпланетного пространства, установлена неожиданно низкая плотность потока микрометеоритов. В состав полезного груза массой 18 кг была дополнительно включена ионизационная камера Джеймса ван Аллена для измерения суммарной космической радиации, с помощью которой впервые был прослежен до высоты 24000 км радиационный пояс и оценен его максимум - не менее 10 Р/час.
КА Pioneer 2 был запущен 8 ноября. В комплекте научной аппаратуры общей массой 15.6 кг телевизионная система N0TC 6ы-
т РН Thor Able I с зондом Pioneer 1 перед ночным пуском 11 октября 1958 г.
ла заменена новой, разработанной STL и предназначенной для съемки обратной стороны Луны с разложением на 126 линий, а также добавился пропорциональный счетчик Университета Чикаго для измерения радиационных параметров. Увы, на этот раз по неустановленной причине не прошла команда на включение третьей ступени. Зонд отделился, прошел по баллистической траектории с максимальной высотой 1548 км и сгорел в атмосфере над Центральной Африкой. Но за время 38-минутного полета с помощью ионизационной камеры и пропорционального счетчика удалось получить доказательства того, что вблизи геомагнитного экватора интенсивность радиационного пояса значительно возрастает, а микрометеоритный датчик показал существенное число ударов. АВернерфонБраун Джеймса Ван Аллена
Попытка номер ава
В задачи второй группы «Пионеров» входил пролет Луны с проведением научных измерений, тестированием связной аппаратуры и опытных устройств. Этот проект также был утвержден в марте 1958 г. Курировала его Армия США, а исполнителем по КА и по верхним ступеням РН была Лаборатория реактивного движения JPL. Станции слежения были развернуты во Флориде, Пуэрто-Рико и Калифорнии; работал также британский радиотелескоп Джодрелл-Бэнк.
Зонды JPL были гораздо меньше (масса 5.9 и 6.1 кг) и примитивнее, чем у STL. Разработчики выбрали для аппаратов цилиндро-коническую форму высотой 58 см и диаметром основания 25 см. Корпус был выполнен из стеклопластика и позолочен для обеспечения электропроводности. Наружная поверхность раскрашивалась черными и белыми полосами в целях обеспечения расчетного теплового режима. В основании конуса находилось кольцо из 18 ртутных аккумуляторов, в носу - активная часть антенны длиной 7 см. Передатчик массой 0.6 кг и мощностью 0.18 Вт работал на частоте 960.05 МГц.
Внутри конуса стояли два счетчика Гейгера-Мюллера суммарной массой 0.64 кг для измерения интенсивности космических лучей. Фотоэлемент, расположенный на внешней поверхности основания, должен был сработать при приближении к Луне на расстояние около 30000 км. Это был задел под создание в будущем телевизионной аппаратуры для съемки небесных тел с пролетной траектории. С этой же целью планировалось снизить скорость вращения КА с 400 до 6 об/мин: примерно через 10 час после запуска освобождались два грузика массой по 6 г каждый, размещавшиеся на конце нихромовых нитей длиной 152 см. Выпуск грузиков и взведение оптического датчика после 18 часов полета обеспечивал гидравлический таймер.
Pioneer 3, первый зонд второй серии, был запущен 6 декабря 1958 г. на РН Juno II
(«Юнона-2»). Первая ступень должна была отработать 179.8 сек, затем после 55-секунд-ной баллистической паузы последовательно включались три верхние ступени. Каждая работала около 6 сек, а интервалы между включениями составляли 9 сек. Через 33.5 часа после старта в зоне радиовидимости станции Голдстоун аппарат должен был пройти на расстоянии не более 20000 км от Луны.
Увы, из-за отказа в системе защиты от исчерпания компонентов топлива отключение ЖРД первой ступени произошло сразу после ее взведения и на 3.6 сек раньше запланиро-
и Курт Дебус (первый и второй слева) беседуют с группой (второй справа) 1 марта 1959 г., перед запуском Pioneer 4
ванного момента. Верхние ступени сработали штатно, но КА недобрал 382 м/с. Достигнув высоты 102300 км. Pioneer 3 начал падать на Землю и через 38 час 06 мин после старта сгорел в атмосфере над Алжиром.
И вновь американцы попытались обратить поражение в победу, подчеркивая, что Pioneer 3 провел новые ценные исследования радиационного пояса Ван Аллена и что была проверена система дальней космической связи. В течение всего полета температура внутри КА оставалась на уровне около +38°С.
3 марта 1959 г. в 05:11 UTC, через два месяца после «Луны-1», со второй попытки был запущен Pioneer 4. КА отделился через 276.6 сек после старта. Начальная скорость 11082 м/с была на 87 м/с меньше расчетной, а вектор ее отклонился на 4.6° по углу места и 1.3° по азимуту. Вследствие этого Pioneer 4 прошел мимо Луны лишь через 41 час после старта, 4 марта в 22:24 UTC, и на расстоянии 60000 км, превышающем предел чувствительности фотодатчика. В остальном аппарат работал штатно, через 11 час 20 мин после старта было выполнено снижение угловой скорости с 416 до 11 об/мин. Бортовая температура стабилизировалась на +42°С.
Приборы Джеймса Ван Алена подтвердили наличие двух радиационных поясов с максимумами на высотах 2000-6000 км и 13000-19000 км. Было установлено, что внешний пояс простирается до высоты около 90000 км, значительно дальше, чем предполагали. В окололунном пространстве никаких следов радиации обнаружено не было.
В ходе полета Земля «слышала» аппарат только 24.6 часа - остальное время он находился вне зоны радиовидимости. Прием данных закончился после истощения аккумуляторных батарей через 82 час 04 мин после старта на расстоянии 652000 км от Земли. Станция вышла на гелиоцентрическую орбиту с периодом обращения 395 суток.
Окончание следует
и
ъ
s
69
НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ • №5 (316) • 2009 • ТоЫЩ