В соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 14 октября 1969 года в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Интеркосмос-1».

Спутник «Интеркосмос-1» (рис. 41) предназначен для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и влияния этих излучений на структуру верхней атмосферы Земли.

Рис. 41. Спутник «Интеркосмос-1»

Спутник «Интеркосмос-1» выведен на орбиту с параметрами:

минимальное расстояние от поверхности Земли (в перигее) – 260 километров;

максимальное расстояние от поверхности Земли (в апогее) – 640 километров;

начальный период обращения – 93,3 минуты;

наклонение – 48,4 градуса.

На борту спутника установлена научная аппаратура:

– лайман-альфа фотометр и специальный передатчик непрерывного действия для оперативной передачи результатов научных измерений разработки и изготовления Германской Демократической Республики;

– рентгеновский спектрогелиограф и рентгеновский поляриметр разработки и изготовления Советского Союза;

– рентгеновский фотометр и оптический фотометр разработки и изготовления Чехословацкой Социалистической Республики.

При подготовке спутника к запуску специалисты этих стран также принимали участие в монтаже и испытаниях соответствующей научной аппаратуры на спутнике.

Одновременно с измерениями на спутнике «Интеркосмос-1» обсерватории Народной Республики Болгарии, Венгерской Народной Республики, Германской Демократической Республики, Польской Народной Республики, Социалистической Республики Румынии, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики проводят радиоастрономические, ионосферные и оптические наблюдения по согласованной программе.

Для управления полетом спутника работает оперативная группа из специалистов ГДР, СССР и ЧССР.

Установленная на спутнике научная аппаратура работает нормально. Научные организации стран – участниц совместного эксперимента ведут обработку поступающей информации.

При запуске спутника «Интеркосмос-1» присутствовали руководители национальных координационных органов по сотрудничеству в области исследования космоса Народной Республики Болгарии, Венгерской Народной Республики, Германской Демократической Республики, Польской Народной Республики, Социалистической Республики Румынии, Союза Советских Социалистических Республик, Чехословацкой Социалистической Республики.

14 октября в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Интеркосмос-1».

Корреспондент ТАСС И. Козловский обратился к председателю Совета по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства («Интеркосмос») при Академии наук СССР академику Б. Н. Петрову с просьбой ответить на несколько вопросов.

– Как Вы расцениваете это событие? Какое значение оно может иметь для дальнейшего развития международного сотрудничества?

– Как уже сообщалось ТАСС, осуществляется эксперимент на искусственном спутнике Земли, научная аппаратура для которого разработана и изготовлена в ряде братских социалистических стран.

Ученые и специалисты ГДР и ЧССР наряду со своими советскими коллегами участвовали на всех этапах подготовки спутника к полету – начиная с выработки научной программы и кончая установкой на спутнике приборов. В разработке научной программы и в наземных наблюдениях принимают участие также ученые Болгарии, Венгрии, Польши и Румынии. Спутник «Космос-261», запущенный в декабре 1968 г., и спутник «Интеркосмос-1» – это первые шаги практической реализации намеченной программы сотрудничества социалистических стран по запуску спутников и геофизических ракет. Эти работы свидетельствуют о громадных возможностях сотрудничества ученых братских государств и открывают новые перспективы для участия разных стран мира в космических экспериментах.

– Каковы научные цели эксперимента?

– Задачей исследований, проводимых на спутнике «Интеркосмос-1», является изучение коротковолнового излучения Солнца и его влияния на процессы, происходящие в верхней атмосфере Земли. Такой эксперимент можно провести только при использовании космической техники. Земная атмосфера полностью поглощает все приходящее из космоса электромагнитное излучение с длиной волны короче 2900 ангстрем. Находясь практически за пределами атмосферы Земли, приборы могут регистрировать весь спектр электромагнитного излучения, приходящего из космоса. По сравнению со всем солнечным излучением коротковолновый поток невелик. Однако его исследование имеет большое значение для науки и практики. Ведь коротковолновое излучение, в частности, оказывает влияние на плотность верхней атмосферы Земли. Большое влияние коротковолновое излучение Солнца оказывает на ионосферу нашей планеты и, стало быть, на прохождение радиоволн в окрестностях Земли. Производя сильное фотохимическое воздействие на поверхность материалов, коротковолновое излучение может иметь большое значение для космического материаловедения. Конечно, самым важным и непосредственным результатом эксперимента явится дальнейшее проникновение в тайны нашего светила, в особенности в физические процессы, происходящие в еще очень малоизученной солнечной короне.

– Не могли бы Вы рассказать об особенностях эксперимента?

– Характерной чертой эксперимента является комплексный подход к решению поставленных задач. Помимо космической лаборатории на орбите, в эксперименте принимают участие астрономические, геофизические и радиоастрономические обсерватории социалистических стран. Они проводят наблюдения за Солнцем и верхней атмосферой Земли одновременно с работой приборов, установленных на борту спутника. Это позволит более точно проследить связь процессов, происходящих на Солнце и в верхней атмосфере Земли.

– Что Вы можете сказать о деятельности возглавляемого Вами совета «Интеркосмос»?

– Надо отметить, что существует много форм сотрудничества стран в области космонавтики. Участие СССР в международных организациях,, например в Комитете ООН по использованию космического пространства в мирных целях, в Международном комитете по исследованию космического пространства – КОСПАР, в Международной федерации астронавтики, в Международном союзе электросвязи, во Всемирной метеорологической организации и других, дает возможность знакомить мировую научную общественность с новейшими достижениями Советского Союза в космической науке и технике, обсуждать на международных форумах самые актуальные вопросы, связанные с освоением космоса.

Практическая деятельность государств в космической области занимает особое место. В Советском Союзе создан Совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства («Интеркосмос»), который координирует международную деятельность в космических исследованиях различных государственных учреждений страны, включая Академию наук СССР, Министерство связи СССР, Министерство здравоохранения СССР, Главное управление гидрометеослужбы, промышленные организации.

В задачи Совета входит также участие в составлении планов сотрудничества с другими странами, ознакомление стран – участниц с возможностями, предоставляемыми им советской космической техникой, оказание помощи при налаживании деловых контактов и связей между научными и промышленными организациями Советского Союза и других стран.

В Народной Республике Болгарии, Венгерской Народной Республике, Германской Демократической Республике, Монгольской Народной Республике, Польской Народной Республике, Республике Куба, Социалистической, Республике Румынии и Чехословацкой Социалистической Республике также созданы национальные координационные органы, осуществляющие практическое руководство и организацию совместных работ по следующим основным направлениям космических исследований: космическая физика, связь, метеорология, биология и медицина.

Сотрудничество ученых социалистических стран в области космических исследований имеет уже свою историю, так как совместные работы ведутся с 1957 года, с момента запуска первого искусственного спутника Земли. Однако на первом этапе оно ограничивалось лишь наземными наблюдениями искусственных спутников Земли и связанными с этим научными исследованиями. Запуски совместно разработанных спутников и геофизических ракет, а также важные коллективные работы в области космической физики, связи, метеорологии, космической биологии и медицины знаменуют собой новый этап сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства. В ряде социалистических стран возникли и успешно работают большие коллективы талантливых ученых, занимающихся космическими исследованиями.. Сотрудничество наших стран и в этой области научно-технического прогресса имеет хорошие перспективы.

В Физическом институте им. П. Н. Лебедева Академии наук СССР 22 октября состоялось очередное заседание оперативно-технической группы по управлению спутником «Интеркосмос-1». Обсуждены итоги за прошедшую неделю и определена программа дальнейших работ.

К 10 часам утра 22 октября спутник «Интеркосмос-1» совершил 120 витков вокруг Земли. Его аппаратура функционирует нормально. Наземные станции ГДР, СССР и ЧССР принимают научную информацию со специального передатчика, установленного на борту спутника, и ведут ее обработку. Научные учреждения стран – участниц эксперимента продолжают вести наземные наблюдения по согласованной программе.

В соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 25 декабря 1969 года в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Интеркосмос-2» (рис. 42).

Рис. 42. Спутник «Интеркосмос-2»

Спутник «Интеркосмос-2» предназначен для исследования характеристик ионосферы Земли: концентраций электронов и положительных ионов, а также электронной температуры вблизи спутника и средней концентрации электронов между спутником и наземными приемными пунктами.

Спутник «Интеркосмос-2» выведен на орбиту с параметрами:

минимальное расстояние от поверхности Земли (в перигее) – 206 километров;

максимальное расстояние от поверхности Земли (в апогее) – 1200 километров;

начальный период обращения – 98,5 минуты;

наклонение орбиты – 48,4 градуса.

На борту спутника установлена научная аппаратура, изготовленная в Германской Демократической Республике и Советском Союзе по техническим заданиям, разработанным специалистами Народной Республики Болгарии, Германской Демократической Республики, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики.

Специалисты НРБ, ГДР и ЧССР принимали участие в испытаниях научной аппаратуры на спутнике и присутствовали при его запуске.

Одновременно с измерениями на спутнике «Интеркосмос-2» обсерватории Народной Республики Болгарии, Венгерской Народной Республики, Германской Демократической Республики, Республики Куба, Польской Народной Республики, Социалистической Республики Румынии, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики проводят ионосферные наблюдения и прием сигналов от установленного на спутнике радиопередатчика «Маяк» по согласованной программе.

Для управления работой аппаратуры спутника создана оперативная группа из специалистов Народной Республики Болгарии, Германской Демократической Республики, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики.

Установленная на спутнике научная аппаратура работает нормально.

Спутник «Интеркосмос-2» для исследования характеристик ионосферы Земли, запуск которого был осуществлен 25 декабря сего года, успешно продолжает полет. Как известно, на борту спутника установлена научная аппаратура, изготовленная в ГДР и СССР по техническим заданиям, разработанным специалистами НРБ, ГДР, СССР и ЧССР.

Проведены заседания оперативно-технической группы с участием специалистов НРБ, ГДР, СССР и ЧССР по управлению работой аппаратуры, установленной на спутнике.

На последнем заседании этой группы в Радиотехническом институте АН СССР обсуждены итоги за прошедшие дни полета спутника. На 31 декабря 1969 г. к 13 часам спутник «Интеркосмос-2» совершил 89 оборотов вокруг Земли. Установленная на спутнике аппаратура работает нормально.

Запоминание информации, полученной при помощи ионных ловушек и высокочастотного зонда вдоль орбиты спутника, и передача ее на Землю по каналам радиосвязи, так же как и непосредственная радиопередача результатов измерений всех научных приборов, производится нормально в соответствии с намеченной программой.

Ионосферные обсерватории и станции приема сигналов радиопередатчика «Маяк» социалистических стран – участниц эксперимента продолжают вести согласованные наблюдения. Определена программа дальнейших работ.

В Институте космических исследований Академии наук СССР с 12 по 16 января проходил международный семинар ученых и специалистов Болгарии, Венгрии, Германской Демократической Республики, Польши, Советского Союза и Чехословакии, посвященный вопросам совместной обработки научной информации от космических аппаратов, запускаемых по программе сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства.

Первый опыт совместной работы различных научных организаций социалистических стран был получен на спутнике «Космос-261», запущенном 20 декабря 1968 года, и использован при проведении дальнейших экспериментов.

Как известно, 14 октября 1969 года в Советском Союзе был успешно запущен искусственный спутник «Интеркосмос-1» для исследования Солнца и верхней атмосферы, а 25 декабря 1969 года выведен на орбиту Земли очередной спутник «Интеркосмос-2» для исследования ионосферы.

Эти спутники, созданные коллективными усилиями ученых социалистических стран, позволили получить большой и разнообразный по содержанию объем научной информации как непосредственно из космоса, так и при помощи широкой сети различных наземных средств измерений. Это астрономические, ионосферные, радиоастрономические и фазометрические наблюдения, которые ведут по согласованной программе наземные обсерватории и станции социалистических стран – участниц сотрудничества. Эксперимент на спутнике «Интеркосмос-2» продолжается, и все новая информация поступает в научные организации для обработки.

В связи с большим объемом и сложностью телеметрической информации, получаемой с космических объектов, задачей семинара явилось изыскание путей оптимальной организации совместных работ по обработке этой информации.

Заслушаны доклады и сообщения, проведены практические занятия по обработке результатов телеизмерений научных параметров приборов стран – участниц экспериментов на спутниках «Интеркосмос-1» и «Интеркосмос-2».

Во время работы семинара ученые и специалисты обсудили порядок дальнейшего проведения совместных работ и пути совершенствования информационного обслуживания комплексных научных экспериментов.

Из Польской Народной Республики в Москву возвратилась делегация советских ученых, принимавших участие в совещании рабочей группы по космической метеорологии. Совещание проходило в рамках общей программы сотрудничества ученых социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях.

– На заседаниях в Кракове были рассмотрены результаты совместных работ по использованию данных советских метеорологических спутников системы «Метеор» и геофизических ракет в практической и научной деятельности служб погоды социалистических стран. Участники совещания обсудили также предложения, связанные с разработкой научной аппаратуры для метеоспутников, а также вопросы дальнейшего развития сети ракетного зондирования атмосферы в странах, участвующих в программе «Интеркосмос».

Как уже сообщалось, 13 июня в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Космос-348». Выведение на орбиту этого спутника является частью второго комплексного эксперимента по изучению верхней атмосферы Земли, полярных сияний и магнитных бурь, проводимого совместно учеными-геофизиками Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, СССР и Чехословакии.

Первый совместный комплексный эксперимент в этой области в соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в изучении космического пространства проведен зимой 1968 года на спутнике «Космос-261». Второй эксперимент в отличие от первого проводится летом. Основное внимание в комплексе наземных измерений, ведущихся геофизическими обсерваториями северного полушария, уделяется исследованиям ионосферы и вариаций магнитного поля. В то же время наблюдения полярных сияний и вызываемых ими эффектов проводятся в Антарктиде.

Аппаратура спутника «Космос-348» несколько отличается от аппаратуры «Космоса-261» – увеличена чувствительность некоторых приборов, введены в программу измерения концентрации и температуры ионов. Но основная цель измерений сохранена. Это позволит сопоставить данные первого и второго экспериментов, изучить сезонные вариации в ионосфере.

Как и во время первого эксперимента, исследования в космосе и на наземных обсерваториях социалистических стран – участниц координированы и проводятся синхронно. Сотрудничество ученых социалистических государств сделало реальностью геофизические эксперименты глобального масштаба.

В соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 7 августа 1970 года в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Интеркосмос-3».

Спутник «Интеркосмос-3» предназначен для изучения радиационной обстановки в околоземном пространстве, исследования связи динамических процессов в радиационных поясах Земли с солнечной активностью и исследования природы и спектра низкочастотных электромагнитных колебаний в верхней ионосфере.

Спутник «Интеркосмос-3» выведен на орбиту с параметрами:

минимальное расстояние от поверхности Земли (перигей) – 207 километров;

максимальное расстояние от поверхности Земли (апогей) – 1320 километров;

начальный период обращения – 99,8 минуты;

наклонение орбиты – 49 градусов.

На борту спутника установлены научные приборы:

– аппаратура для исследования состава и временных вариаций заряженных частиц (протонов, электронов, альфа-частиц), разработанная и изготовленная в Чехословацкой Социалистической Республике при участии специалистов Советского Союза;

– аппаратура для регистрации и анализа спектра низкочастотных электромагнитных волн и сигналов в диапазоне частот от 0,7 до 12 килогерц, разработанная и изготовленная совместно специалистами Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики;

– трехкомпонентный магнитометр для измерения магнитного поля Земли и определения ориентации спутника, разработанный и изготовленный в Советском Союзе.

При подготовке спутника к запуску специалисты Чехословацкой Социалистической Республики принимали участие в монтаже и испытаниях научной аппаратуры.

Одновременно с измерениями на спутнике «Интеркосмос-3» научные учреждения Народной Республики Болгарии, Германской Демократической Республики, Польской Народной Республики, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики проводят наземные измерения низкочастотных излучений внешней ионосферы по согласованной программе.

Управление полетом спутника проводит оперативная группа специалистов Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики.

Установленная на спутнике научная аппаратура работает нормально. Прием научной информации со спутника «Интеркосмос-3» осуществляется наземными станциями в Германской Демократической Республике, Советском Союзе и Чехословацкой Социалистической Республике.

26 августа состоялось очередное заседание оперативно-технической группы по управлению работой спутника «Интеркосмос-3», запущенного 7 августа 1970 года по программе сотрудничества социалистических стран в области изучения космического пространства. Как известно, «Интеркосмос-3» предназначен для исследования радиационной обстановки и низкочастотных электромагнитных колебаний во внешней ионосфере.

К 10 часам утра 26 августа спутник совершил 279 оборотов вокруг Земли. Научная аппаратура спутника, созданная в СССР и ЧССР, функционирует нормально. Участвующие в наблюдениях и приеме научной информации с борта спутника наземные станции НРБ, ГДР, СССР и ЧССР успешно выполняют намеченную программу.

С 14 по 25 августа в связи с геомагнитным возмущением, вызванным значительным повышением солнечной активности, научная аппаратура спутника работала особенно напряженно. Получен большой объем информации.

Научные эксперименты на спутнике «Интеркосмос-3» продолжаются.

Во Владивостоке готовится к отплытию в необычный рейс корабль науки «Академик Ширшов». Он доставит в индийский порт Кочин советские метеорологические ракеты для изучения верхних слоев атмосферы.

Прокомментировать это событие корреспондент «Правды» В. Широков попросил директора Центральной аэрологической обсерватории Г. И. Голышева.

– В 1962 году группа индийских ученых во главе с профессором Викрамом Сарабаем предложила организовать совместные работы по исследованию высоких слоев атмосферы с помощью метеорологических ракет. В скором времени выбрали место для научно-исследовательского ракетного полигона: юг Индии, район города Тривандрам. Он примечателен тем, что находится вблизи магнитного экватора Земли. По просьбе индийского правительства полигон был организован под эгидой ООН. В его создании, кроме советских специалистов, приняли участие ученые США, Франции и Англии. Для организации полигона нашей стороной были безвозмездно переданы электронно-вычислительная машина, вертолет, несколько установок для испытаний и проверки приборов.

На первом этапе работ ученые Советского Союза и Индии провели несколько экспериментов по исследованию состава воздуха на больших высотах. Исследования выполнялись с помощью советских приборов – масс-спектрометров, которые устанавливались на французских метеоракетах типа «Центавр».

Сейчас завершены переговоры и подписано соглашение о дальнейшем развитии совместных работ советских и индийских ученых. На корабле «Академик Ширшов» Гидрометслужбой СССР будут отправлены для индийского полигона метеорологические ракеты, научные приборы и оборудование, с тем, чтобы организовать там систематические наблюдения за верхними слоями атмосферы. Одновременно в Индию отправится группа сотрудников нашей обсерватории. Ее задача – обучить индийских специалистов, которые затем смогут самостоятельно работать с метеоракетами, поставляемыми из Советского Союза.

Результаты исследований атмосферы будут обрабатываться и анализироваться совместно советскими и индийскими учеными.

1 октября 1970 года в Институте космических исследований Академии наук СССР состоялось очередное совместное заседание группы оперативно-технического руководства советских и чехословацких специалистов – участников научного эксперимента на спутнике «Интеркосмос-3». Участники совещания, заслушав сообщение научных руководителей эксперимента, отметили, что научная программа успешно выполняется.

На утро 1 октября спутник «Интеркосмос-3» совершил 807 оборотов вокруг Земли и имел следующие параметры орбиты:

максимальное удаление от Земли (в апогее) – 1068 километров;

минимальное удаление от Земли (в перигее) – 210 километров;

наклонение орбиты – 48,46 градуса;

период обращения – 97,3 минуты.

Наиболее интенсивная работа научной аппаратуры проводилась в период с 7 по 13 августа, с 19 по 26 августа и с 10 по 19 сентября. Наземными станциями СССР, ЧССР и ГДР регулярно осуществляется прием сигналов УКВ-ЧМ передатчика. Все системы спутника функционируют нормально.

Участники совещания наметили дальнейшую программу научного эксперимента, рассчитанную на непрерывную работу научной аппаратуры в течение продолжительного периода времени.

В соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 14 октября 1970 года в Советском Союзе произведен запуск искусственного спутника Земли «Интеркосмос-4».

Спутник «Интеркосмос-4» предназначен для продолжения совместных исследований ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и влияния этих излучений на структуру верхней атмосферы Земли, начатых на спутнике «Интеркосмос-1».

На борту спутника установлена научная аппаратура, разработанная и изготовленная специалистами ГДР, СССР и ЧССР.

Спутник «Интеркосмос-4» выведен на орбиту с параметрами:

минимальное расстояние от поверхности Земли (в перигее) – 263 километра; p>максимальное расстояние от поверхности Земли (в апогее) – 668 километров;

начальный период обращения – 93,6 минуты;

наклонение орбиты – 48,5 градуса.

При подготовке спутника к запуску специалисты ГДР, СССР и ЧССР принимали участие в монтаже и испытаниях научной аппаратуры на спутнике.

Управление полетом спутника осуществляется оперативной группой из специалистов ГДР, СССР и ЧССР.

Установленная на спутнике научная аппаратура работает нормально. Научные организации стран – участниц совместного эксперимента ведут обработку поступающей информации.

Одновременно с измерениями на спутнике «Интеркосмос-4» обсерватории Народной Республики Болгарии, Венгерской Народной Республики, Германской Демократической Республики, Польской Народной Республики, Социалистической Республики Румынии, Союза Советских Социалистических Республик и Чехословацкой Социалистической Республики проводят радиоастрономические, ионосферные и оптические наблюдения по согласованной программе.

Год назад, 14 октября 1969 года, в Советском Союзе был запущен искусственный спутник Земли «Интеркосмос-1». С этого времени начался новый период в научно-техническом сотрудничестве социалистических стран. В годовщину начала совместных исследований космоса на околоземную орбиту ушла новая научная лаборатория – «Интеркосмос-4». О ходе экспериментов по программе «Интеркосмос» рассказывается в публикуемой статье.

Запуску первого совместного спутника социалистических стран предшествовала большая работа по подготовке и осуществлению программы сотрудничества в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. Она включает широкий круг проблем в области космической физики, связи, метеорологии, биологии и медицины. О насыщенности программы «Интеркосмос» научными экспериментами свидетельствует запуск в течение года еще трех спутников, последний из которых выведен на орбиту позавчера.

Спутники «Интеркосмос» принесли обширную научную информацию, часть которой уже обработана.

Научной задачей спутника «Интеркосмос-1» было исследование коротковолнового рентгеновского и ультрафиолетового излучений Солнца и верхних слоев земной атмосферы. Напомню, что в состав его бортовой аппаратуры входили приборы лайман-альфа фотометр и специальный радиопередатчик, разработанные учеными Центрального института солнечно-земных связей Германской академии наук в Берлине, рентгеновский поляриметр и рентгеновский спектрогелиограф Физического института Академии наук СССР и рентгеновский и оптический фотометры, созданные в Астрономическом институте Чехословацкой академии наук совместно с фирмой «Тесла». Бортовые измерения дополнялись наземными наблюдениями обсерваторий Болгарии, ГДР, Венгрии, Польши, СССР, Чехословакии. С помощью рентгеновского поляриметра удалось впервые обнаружить, что рентгеновское излучение вспышек на Солнце поляризовано. Это свидетельствует, что в возникновении солнечных вспышек – удивительных процессов, происходящих на нашем светиле, природа которых во многом еще неясна, существенную роль играют мощные направленные потоки ускоренных электронов. С помощью другого прибора – рентгеновского спектрогелиографа прослежены всплески рентгеновского излучения во время вспышек, вызывающие изменения в земной ионосфере. Как известно, такие изменения проявляются в нарушениях дальней радиосвязи на Земле.

Прибор лайман-альфа фотометр в сочетании с оптическим фотометром позволял в моменты захождения спутника в тень Земли определить по поглощению и рассеянию солнечного излучения содержание молекул кислорода и аэрозолей в верхних слоях атмосферы. Обнаружено, что на высоте около 100 километров кислорода в несколько раз меньше, чем считалось ранее. Эти результаты вызвали живой интерес наших и зарубежных ученых.

Исследования коротковолнового излучения Солнца в верхней атмосфере Земли будут продолжены на спутнике «Интеркосмос-4» и в последующие годы. Важно использовать активную фазу 11-летнего цикла солнечной активности, чтобы глубже проникнуть в тайны возникновения и развития солнечных вспышек, играющих большую роль в нашей жизни на Земле.

При помощи спутника «Интеркосмос-2», запущенного 25 декабря 1969 года, проводились ионосферные эксперименты. Они включали измерения так называемой электронной температуры двумя различными методами, электронной и ионной концентрации. Кроме того, интегральная электронная концентрация измерялась с помощью принимаемых на Земле сигналов радиопередатчика «Маяк», разработанного и изготовленного в ГДР.

Приборы на этом спутнике работали 50 суток. Обработка части результатов измерений показала, что концентрация заряженных частиц в ионосфере вдоль орбиты спутника менялась от 20 000 до 1 000 000 частиц в кубическом сантиметре, а температура электронов – от 800 до 3000 градусов Кельвина. Отмечено также существенное повышение электронной температуры при увеличении высоты спутника от перигея к апогею. Эти величины значительно превышают температуры нейтральных частиц в верхней атмосфере, определенные другими средствами. Данные о температуре ионосферных электронов, полученные в этом эксперименте двумя методами, позволят дополнить ранее известные сведения о глобальных тепловых характеристиках ионосферы.

Продолжает успешно выполнять программу исследований искусственный спутник Земли «Интеркосмос-3», который был выведен на орбиту 7 августа 1070 года. Советские и чехословацкие ученые поставили с его помощью эксперимент по регистрации низкочастотных электромагнитных волн и сигналов, которые возникают и распространяются во внешней ионосфере. Для этого на спутнике установлены приемник, регистрирующий электромагнитные излучения, и специальный передатчик для трансляции принятых сигналов на наземные наблюдательные пункты. Эксперимент на спутнике сопровождается регистрацией очень низкочастотных излучений, проникающих через ионосферу к поверхности Земли. Эти сигналы принимают станции, расположенные на территории Болгарии, ГДР, СССР и Чехословакии.

В ходе эксперимента зарегистрировано много разнообразных сигналов. Источниками большинства из них служат грозовые разряды. Установлены эффекты взаимодействия волн с ионизированной средой, в результате которого возникают специфические сигналы. В разных областях пространства обнаружено резкое увеличение интенсивности собственного шумового излучения ионосферной плазмы. Часто такое увеличение интенсивности совпадает с возрастанием потока энергичных заряженных частиц. Анализ этих данных еще предстоит выполнить.

На спутнике установлена также аппаратура для исследования природы заряженных частиц и оценки их энергетических спектров, разработанная и изготовленная в Чехословакии при участии советских специалистов. Первые данные, полученные при помощи этой аппаратуры, позволили уточнить распределение потоков заряженных частиц на высотах от 200 до 1300 километров. Как известно, это распределение зависит от фазы 11-летнего цикла солнечной активности. Происходящее сейчас уменьшение активности Солнца вызывает изменение плотности верхней атмосферы. А это в свою очередь изменяет величину потоков частиц в радиационных поясах.

Большой интерес вызывают исследования более резких, но быстрых изменений интенсивности излучений, происходящих в течение нескольких дней. Например, с 14 по 19 августа нынешнего года на Солнце наблюдались активные процессы, в том числе несколько крупных вспышек, причем одна из них очень большой мощности. Эта крупная вспышка сопровождалась появлением в околоземном космическом пространстве интенсивных протонных потоков. На Земле были также отмечены сильные магнитные бури, возмущения в ионосфере и другие геофизические явления. Приборы спутника «Интеркосмос-3» зарегистрировали в это время ряд изменений в потоках излучений на нижней границе радиационных поясов. Наблюдались, в частности, процессы сброса в плотные слои атмосферы электронов с высокой энергией.

Участие социалистических государств в экспериментах на спутниках «Интеркосмос» отражает высокий уровень развития радиотехники, электроники и приборостроения в этих странах, успехи в подготовке высококвалифицированных кадров.

Сейчас в странах, участвующих в исследованиях по программе «Интеркосмоса», готовится аппаратура спутников, предназначенных для многих научных исследований. Эта программа стала важной составной частью научно-технического сотрудничества стран социализма.

Год назад 14 октября был запущен первый коллективный спутник социалистических стран – «Интеркосмос-1». Еще в ходе его разработки чехословацкие специалисты, участвовавшие в создании бортовой аппаратуры, дали ему ласковое название «Ласточка». В то время находились скептики, которые предрекали, что «ласточка» не полетит. Но она полетела и оказалась действительно лишь первой ласточкой космического содружества социалистических стран.

За минувший год семейство «Интеркосмосов» пополнилось еще тремя спутниками. 25 декабря 1969 года был запущен спутник «Интеркосмос-2», 7 августа 1970 года – «Интеркосмос-3» и 14 октября – «Интеркосмос-4».

Совместные работы ученых различных стран по наблюдениям искусственных спутников Земли и использованию этих наблюдений для решения научных задач (например, для определения плотности атмосферы,, уточнения фигуры Земли) начались еще в 1957 году.

На совещании представителей социалистических стран в Москве в ноябре 1965 года Советский Союз предложил использовать для совместных экспериментов советские спутники, а также метеорологические и геофизические ракеты. Конкретная программа сотрудничества с использованием советской ракетно-космической техники была определена на совещании экспертов социалистических стран в апреле 1967 года.

Таким образом, от момента выработки программы до запуска первого спутника прошло два с половиной года – срок небольшой, если учесть всю сложность возникших организационных, технических и научных проблем. Для решения поставленных задач в девяти социалистических странах (НРБ, ВНР, ГДР, Куба, МНР, ПНР, СРР, ЧССР, СССР) были созданы национальные комитеты. Их представители периодически встречаются друг с другом, обсуждают ход работ, определяют перспективы. Конкретные вопросы рассматриваются и решаются в рамках четырех постоянно действующих рабочих групп: космической физики, связи, метеорологии, биологии и медицины.

Совместно принятая социалистическими странами программа исследования и использования космического пространства получила наименование «Интеркосмос». Это же название присваивается спутникам, запускаемым по данной программе.

Программа сотрудничества учитывает научно-технические возможности и заинтересованность ее участников. К работам привлечены многие крупные научные учреждения и производственные организации социалистических стран, пользующиеся мировой известностью. Таковы, например, Институт солнечно-земной физики имени Г. Герца в ГДР, Астрономический, Геофизический институты и комбинат «Тесла» в ЧССР. Специалисты этих учреждений разработали и изготовили сложные приборы, которые хорошо зарекомендовали себя в суровых условиях космоса.

Эксперименты «Интеркосмоса» предназначены для изучения физических свойств космического пространства, исследования процессов, связанных с жизнью и деятельностью человека на Земле. Так, спутник «Интеркосмос-1» немало нового «поведал» об активных процессах на Солнце и влиянии их на атмосферу Земли. Измерения велись в диапазоне длин волн солнечного спектра, который недоступен для наземных обсерваторий. Результаты исследований вызвали большой интерес мировой научной общественности. Сейчас они продолжаются на спутнике «Интеркосмос-4».

«Интеркосмос-2» предназначался для изучения физических характеристик ионосферы – обширной области околоземного космического пространства, связанной со многими видами практической деятельности человека, в частности с радиосвязью.

Советско-чехословацкий спутник «Интеркосмос-3» предназначен для решения ряда комплексных геофизических задач: изучения радиационной обстановки в околоземном пространстве, исследования связи динамических процессов в радиационных поясах Земли с солнечной активностью и исследования природы и спектра низкочастотных электромагнитных колебаний в верхней атмосфере.

Спутники «Интеркосмос» обслуживаются командно-измерительным комплексом Советского Союза. Часть информации, передаваемой с борта, принимается и на территории других социалистических стран. Руководят полетом спутников и ведут наземные наблюдения оперативные группы, в состав которых входят ученые стран, участвующих в эксперименте. Обработка и интерпретация полученных данных также выполняются объединенными усилиями.

Успешные эксперименты по изучению гелио- и геофизических процессов, выполненные на первых спутниках «Интеркосмос», будут продолжаться на новых спутниках и исследовательских ракетах. При этом непрерывно возрастает сложность решаемых задач и совершенствуется аппаратура. К работе по прямым измерениям в космосе подключаются новые страны, новые коллективы ученых.

Сотрудничество не ограничивается областью научного изучения космического пространства, оно распространяется и на область практического использования успехов в космосе.

Совместные работы по метеорологии на базе спутников, ведущиеся уже в течение нескольких лет, позволили специалистам социалистических стран освоить методику использования данных, получаемых из космоса, в оперативной службе погоды для повышения качества прогнозов. Информация, поступающая с советских спутников «Метеор», обрабатывается с помощью электронно-вычислительных машин и регулярно передается по прямым каналам связи в прогностические центры других стран. Специалисты ведут также совместные работы по изготовлению новых приборов для метеорологических ракет и усовершенствованию методик ракетных измерений, используемых для изучения верхних слоев атмосферы.

Успешно идет сотрудничество в области космической биологии и медицины. Получены конкретные результаты совместных работ по проблемам космической физиологии, радиационной безопасности космических полетов и фармакохимической защиты от ионизирующих излучений. Они могут иметь практическое значение не только для обеспечения безопасности космических полетов, но и для авиационной медицины, а также для решения некоторых вопросов, связанных с профилактикой и лечением различных заболеваний.

Творческая атмосфера, объединение усилий для решения сложных научных задач, обмен опытом и взаимная помощь – вот что характерно для совместных работ по программе «Интеркосмос», способствующих научно-техническому прогрессу социалистических стран.

20 октября в Физическом институте им. П. Н. Лебедева АН СССР состоялось заседание оперативной группы по управлению работой искусственного спутника Земли «Интеркосмос-4», запущенного 14 октября по Программе сотрудничества социалистических стран в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. В совещании приняли участие представители СССР, ГДР, ЧССР.

Рассмотрена программа дальнейшей работы научной аппаратуры, установленной на борту спутника, а также обсуждены вопросы обработки телеметрической информации.

На 20 октября спутник совершил 94 витка вокруг Земли. Все системы спутника «Интеркосмос-4» работают нормально.

Начаты регулярные наземные наблюдения в странах – участницах эксперимента.

26 – 27 октября в Москве состоялись встречи между специалистами Академии наук СССР и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США по проблемам совместимости средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций.

Во время встреч состоялся предварительный обмен мнениями и информацией об основных направлениях возможного обеспечения совместимости средств сближения и стыковки. Стороны признали целесообразным продолжение технических проработок и обмен мнениями по указанным вопросам.

С 27 октября по 2 ноября в Ереване состоялось совещание советских и французских ученых и специалистов, посвященное итогам и перспективам развития сотрудничества в исследовании и освоении космического пространства в мирных целях.

Советская делегация, возглавляемая председателем совета «Интеркосмос» при АН СССР Б. Н. Петровым, и французская – во главе с президентом Национального центра космических исследований Франции Ж.-Ф. Дениссом в совместном коммюнике отметили успешное развитие работ по всем направлениям и темам сотрудничества.

Среди них – новый цикл экспериментов в магнитно-сопряженных точках (проект «Омега»), исследования космических источников радиоизлучения с помощью французского радиотелескопа и советской аппаратуры.

На острове Хейса проведено девять пусков советских метеорологических ракет с французской и советской аппаратурой на борту.

Осуществлена передача из Москвы в Париж через спутник связи «Молния-1» репортажей цветного телевидения, посвященных визиту в СССР президента Французской Республики Ж. Помпиду.

Ряд совместных экспериментов будет реализован в 1970 – 1971 годах.

На совещании, которое проходило в деловой и дружественной обстановке, выдвинуты новые предложения о проведении совместных работ, которые будут изучены обеими сторонами.

В соответствии с Программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. 28 ноября 1970 г. в 8 часов 30 минут по московскому времени с территории европейской части СССР в средних широтах произведен запуск геофизической ракеты «Вертикаль-1» на высоту 487 километров.

Геофизическая ракета «Вертикаль-1» предназначена для проведения комплексных исследований:

– ультрафиолетового, рентгеновского и субмиллиметрового излучений Солнца и поглощения этих излучений в атмосфере Земли;

– высотных распределений концентраций электронов и положительных ионов, а также электронной температуры;

– метеорных частиц.

Головная часть ракеты состояла из спасаемого контейнера и приборного отсека.

В спасаемом контейнере размещалась следующая научная аппаратура:

– блок рентгеновских камер-обскур и рентгеновский спектрогелиограф, разработанные и изготовленные в Польской Народной Республике;

– рентгеновские спектрометры, разработанные и изготовленные к Советском Союзе;

– аппаратура для исследования метеорных частиц, разработанная и изготовленная совместно Венгерской Народной Республикой, Советским Союзом и Чехословацкой Социалистической Республикой.

В приборном отсеке были установлены: лайман-альфа фотометр и радиочастотный емкостный зонд, разработанные и изготовленные к Германской Демократической Республике, а также научная аппаратура для измерения субмиллиметрового излучения Солнца и параметров ионосферы Земли, изготовленная в Советском Союзе по совместным техническим заданиям ученых Народной Республики Болгарии, Германской Демократической Республики, Советского Союза и Чехословацкой Социалистической Республики.

В районе запуска геофизической ракеты «Вертикаль-1» производились измерения поглощения радиоволн на частотах 1,0; 1,5 и 2,0 мегагерц с помощью наземной установки «АМА» – Германской Демократической Республики.

На нисходящем участке на высоте 100 километров было произведено отделение спасаемого контейнера с научной аппаратурой, который приземлился с помощью парашютной системы.

Специалисты ГДР, ПНР, СССР и ЧССР принимали участие в монтаже и испытаниях научной аппаратуры, установленной на ракете «Вертикаль-1», а также в ее запуске.

Предварительный анализ полученных материалов показал, что аппаратура работала в полете нормально.

Научные организации стран – участниц совместного эксперимента приступили к обработке полученной научной информации.

Париж, 30. (ТАСС). В соответствии с советско-французским соглашением о сотрудничестве в изучении и освоении космического пространства в мирных целях на борту «Лунохода-1» установлен французский лазерный отражатель.

Французские ученые, которые будут принимать участие в этом научном эксперименте, находятся уже в обсерватории, расположенной в департаменте Верхние Пиренеи на пике Юга (высота 2877 метров над уровнем моря). Однако для начала эксперимента необходим ряд условий:

– во-первых, Луна должна находиться в наиболее удобной для ее наблюдения фазе, что будет иметь место лишь в первую неделю декабря;

– во-вторых, состояние земной атмосферы должно быть спокойным и чистым для обеспечения надежного наблюдения за отраженным лучом лазера. Это требование беспокоит французских ученых, так как в настоящее время зима и связанные с ней туманы и дожди на территории Франции вступают в свои права.

Руководитель группы французских ученых, участвующих в эксперименте, Орзак заявил, что они намерены предпринять длительные исследования. Эта важная работа, ставшая возможной благодаря доставке советским «Луноходом-1» отражателя лазерных лучей, позволит измерить точное расстояние от Луны до Земли, изменения этого расстояния, а впоследствии уточнить наши данные о движении земных материков.

В соответствии с программой исследования околоземного космического пространства в Советском Союзе 12 октября 1967 года осуществлен запуск космической ракеты-носителя с аппаратом «Вертикальный космический зонд». Последняя ступень ракеты-носителя вывела аппарат на высоту 4400 километров. Запуск аппарата «Вертикальный космический зонд» произведен в целях дальнейшего изучения верхних слоев атмосферы и ионосферы Земли и околоземного космического пространства методом вертикального зондирования.

Основной задачей эксперимента являлось получение данных о распределении по высоте следующих параметров: характеристик ионосферы (концентрация электронов и положительных ионов, температура электронов) ; общей интенсивности космических лучей и доз радиации за различными защитами во время полета в поясах радиации; плотности нейтрального водорода.

Во время полета по траектории аппарат «Вертикальный космический зонд» с помощью специальной системы ориентировался в пространстве с высокой точностью. Для получения неискаженных измерений конструкция аппарата была выполнена из специальных материалов, а ракета-носитель после вывода аппарата на заданную траекторию с помощью двигательной установки уведена в сторону на большое расстояние, что обеспечило отсутствие газовыделений в исследуемую среду от аппарата и последней ступени ракеты-носителя. Кроме научной аппаратуры, на борту аппарата находились радиотелеметрическая система для передачи научной информации и аппаратура радиоизмерения траектории.

Все научные приборы и бортовые системы аппарата во время полета функционировали нормально. Программа научных исследований выполнена полностью, полученная информация обрабатывается.

Подобные комплексные исследования проводятся на таких высотах впервые и имеют большую научную ценность.

О многом рассказали нам спутники «Космос» (рис. 43 – 46) за прошедшие годы. С их помощью производятся наблюдения в окрестностях нашей планеты. Они позволяют лучше изучать радиационный пояс и магнитное поле Земли, исследовать ультрафиолетовое и рентгеновское излучения Солнца, образование и распределение облачных систем в земной атмосфере.

Рис. 43. Стартует ракета-носитель «Космос»

Рис. 44. Солнечный спутник серии «Космос»

Рис. 45. Спутник серии «Космос» с молекулярным генератором

Рис. 46. Спутник серии «Космос» с аэрогироскопической системой стабилизации

Решая научные проблемы, спутники «Космос» помогают найти ответы и на многие технические вопросы. Например, что ожидает спасаемую капсулу при входе в атмосферу Земли? Каким будет воздействие комплекса факторов космического пространства на элементы конструкции космических аппаратов? Как защитить экипажи будущих звездолетов от опасных излучений, обеспечить нормальную жизнедеятельность космонавтов, совершить посадку в заданном районе?

Широкий диапазон научных задач, равно как и необходимость большого числа запусков, поставили довольно жесткие требования перед создателями спутников «Космос». Одно из этих требований – предельная унификация конструкций и обслуживающих систем, которая даст возможность организовать серийное производство спутников и удешевить их.

Задача эта весьма нелегкая. Дело в том, что часть исследований целесообразно проводить на спутниках с химическими источниками тока. В других случаях желательна установка солнечных батарей, которые питали бы аппаратуру в течение длительного времени.

Спутники способны осуществлять исследования «сверху»– их аппаратура может быть направлена вниз, на Землю. Наиболее характерный пример в этом отношении – измерения энергии в спектре уходящего излучения Земли, распределения излучения по высоте, фотографирование облачного покрова. В этом случае космический аппарат должен быть ориентирован на Землю. При изучении же процессов, происходящих на нашем светиле, одна из осей спутника постоянно ориентируется на Солнце в течение длительного времени с необходимой точностью.

И, наконец, когда требуется осуществить посадку на Землю контейнера, в котором размещены научная аппаратура с результатами измерений и объекты эксперимента, используются тормозные двигательные установки и парашютные системы.

Таким образом, ясно, что разработка единого универсального космического аппарата практически невозможна. Вместе с тем оказалось вполне допустимым создание нескольких модификаций унифицированного спутника, которые позволяли бы решать ту или иную группу однородных или по крайней мере близких по характеру научно-исследовательских задач. При переходе от одной модификации к другой сохраняется максимальная преемственность конструкции, а обслуживающие системы и схемы управления не зависят от конкретной задачи, решаемой спутником.

Изучение в Советском Союзе околоземного космического пространства с помощью ракет и спутников по программе Международного геофизического года позволило получить первые и довольно общие сведения о параметрах верхней атмосферы, физике протекающих в ней явлений.

Однако эти исследования проводились в период максимума активности Солнца. Для изучения зависимости различных физических процессов в околоземном и межпланетном пространстве от солнечной активности требовались систематические запуски спутников, оперативные наблюдения за протекающими в космосе явлениями. Многие факты нуждались в перепроверке и подтверждении. Возникла также необходимость в специализированных и комплексных экспериментах, направленных на подготовку и решение более сложных проблем проникновения человека в космос.

Таким образом, осуществление новой расширенной программы изучения верхних слоев атмосферы и околоземного космического пространства с помощью спутников серии «Космос» явилось логически обоснованным продолжением и развитием предшествующего этапа исследований.

Именно эта строгая последовательность, стремление экономично и рационально, с наименьшей затратой сил и средств достигать максимальных результатов – основная особенность советских космических исследований.

С помощью спутников серии «Космос», а точнее, по характеру их торможения за счет сил аэродинамического сопротивления оценены, например, плотность верхней атмосферы и ее вариации в зависимости от активности Солнца.

Одной из основных задач спутников «Космос» было наблюдение уровня ионизирующей радиации, особенно после высотных ядерных взрывов, что необходимо для обеспечения радиационной безопасности космических полетов человека. Благодаря длительным измерениям, выполненным на ряде исследовательских спутников, подробно изучена трасса полетов космических кораблей, определены значения доз радиации в зависимости от солнечной активности, а также составлена радиационная карта для определенных высот.

Большая программа по мировой магнитной съемке осуществлена на спутниках, оснащенных прогонными магнитометрами. Впервые глобальной съемкой было охвачено 75 процентов земной поверхности, причем фактически одновременно.

Полученные результаты имеют не только научное, но и практическое значение.

Одним из звеньев ряда экспериментов по изучению Солнца стал запуск «солнечного» спутника, специально предназначенного для исследования его коротковолнового излучения. Задача эксперимента заключалась в накоплении данных систематических наблюдений по солнечным рентгеновским «всплескам», динамике их развития, установлению связи с другими проявлениями солнечной активности, а также выяснении природы рентгеновских и оптических вспышек, возможности их прогнозирования.

С запуском «Космоса-122» были продемонстрированы большие потенциальные возможности метеорологических спутников. В настоящее время успешно функционирует экспериментальная метеорологическая система «Метеор».

Новый разведчик погоды «Космос-184» с успехом используется для наблюдения за погодой и ледовой обстановкой в южной полярной области планеты – Антарктике.

Читателям, очевидно, памятен эксперимент по автоматической стыковке на орбите спутников «Космос-186» и «Космос-188».

Проведение такой стыковки открывает новые широкие перспективы создания сложных космических систем, многоцелевых орбитальных станций для исследования космического пространства и для межпланетных полетов.

Из других исследований следует упомянуть эксперименты с молекулярным генератором, установленным на спутнике.

Использование мазеров благодаря их исключительно высокой стабильности позволит осуществлять надежное управление и передачу телеметрической информации на очень больших расстояниях от Земли. Ожидается, что с помощью молекулярного генератора окажется возможным экспериментально проверить некоторые положения общей теории относительности.

В соответствии с программой исследований космического пространства 16 ноября 1968 года в Советском Союзе с помощью мощной ракеты-носителя успешно осуществлен запуск самой крупной в мире автоматической научной космической станции «Протон-4».

Общий вес полезного груза, выведенного на орбиту (без последней ступени ракеты-носителя), составляет около 17 тонн. Вес научной аппаратуры станции – 12,5 тонны.

Космическая станция «Протон-4» (рис. 47) выведена на орбиту с апогеем 495 километров и перигеем 255 километров. Наклонение орбиты 51 градус 30 минут. Период обращения 91,75 минуты.

Рис. 47. Компоновка научной космической станции «Протон-4» 1 – исполнительные органы системы демпфирования; 2 – датчики магнитной индикации; 3 – панели солнечного источника питания; 4 – комплекс научной аппаратуры; 5 – приборный контейнер; 6 – датчики солнечной индикации; 7 – теплообменник; 8 – панель с аппаратурой автоматики и управления; 9 – контейнер с химическими батареями

Автоматическая научная космическая станция «Протон-4» предназначена для дальнейших исследований, начатых на научных станциях «Протон-1», «Протон-2» и «Протон-3», по изучению природы космических лучей высоких и сверхвысоких энергий и их взаимодействия с атомными ядрами.

В программу научных исследований входит:

– изучение энергетического спектра космических лучей до энергий 10¹⁵ электрон-вольт и химического состава космических лучей до энергии 10¹³ – 10¹⁴ электрон-вольт;

– измерение вероятности столкновения частиц космических лучей с ядрами мишеней (водород, углерод, железо) в диапазоне энергий 10¹¹ – 10¹² электрон-вольт;

– изучение динамики столкновения частиц космических лучей с атомными ядрами мишеней при энергиях 10¹³ – 10¹⁴ электрон-вольт;

– поиск в первичных космических лучах частиц с дробным электрическим зарядом (кварков);

– измерение интенсивности и энергетического спектра электронов высокой энергии.

Кроме научной и измерительной аппаратуры, на борту станции установлен радиопередатчик, работающий на частоте 19,910 мегагерц.

По данным телеметрической информации, все бортовые системы, агрегаты станции и научная аппаратура работают нормально. Координационно-вычислительный центр ведет обработку поступающей информации.

Открытые свыше пятидесяти лет назад космические лучи долгое время оставались научной загадкой. Сначала они интересовали ученых лишь как один из факторов, создающих ионизацию в атмосфере и обусловливающих проводимость воздуха. Вскоре, однако, физики поняли, что космические лучи – та среда, в которой лучше всего можно наблюдать взаимодействие частиц при огромных энергиях. Достаточно вспомнить, что именно при изучении космических лучей были сделаны важнейшие открытия в физике элементарных частиц. Например, впервые обнаружены такие частицы, как позитроны, мезоны и гипероны. Как отметил академик В. Л. Гинзбург, «космические лучи – это один из самых мощных способов познания Вселенной и ее законов... Изучать их – это значит постоянно следить за пульсом нашей звездной системы».

Что же такое космические лучи? основная их часть – ядра атомов водорода – протоны. К ним примешаны в небольших количествах ядра атомов гелия. И совсем редко встречаются ядра более тяжелых элементов – лития, бериллия, бора. Сейчас уже почти никто не сомневается, что одним из основных и важнейших источников космических лучей являются взрывы – вспышки сверхновых звезд. Могут к нам приходить и частицы внегалактического происхождения.

Совершенно новые горизонты в изучении космических лучей открыли успехи ракетно-космической техники. С полетом искусственных спутников возможности их детального исследования безгранично расширились. Надо отметить, что те лучи, которые попадают на поверхность Земли и улавливаются нашими приборами,– это вторичные продукты, они образовались при прохождении космических лучей через толстый слой атмосферы. Сведения о «чистых», так называемых первичных, космических лучах мы можем получить только с помощью приборов, поднятых за пределы земной атмосферы.

Кроме того, вторгаясь в атмосферу Земли, первичные космические лучи интенсивно растрачивают здесь свою энергию. Поэтому даже на высоте горных вершин интенсивность частиц космических лучей столь мала, что их практически нельзя использовать для точных количественных измерений.

Что же касается ускорителей, то даже на мощнейших из них могут быть получены частицы только на много порядков менее энергичные, чем те, которые имеются в потоке космических лучей, приходящих к Земле из глубин Вселенной. С ростом же энергии взаимодействующих микрочастиц можно ожидать раскрытия новых фундаментальных законов в загадочном мире элементарных частиц.

Исследования, проведенные на советских спутниках и автоматических межпланетных станциях, позволили получить новые данные о составе потока галактических космических лучей. Было изучено влияние межпланетных магнитных полей на их интенсивность. При полетах станций «Зонд-3», «Венера-2» и «Венера-3» зарегистрированы космические лучи солнечного происхождения. Их исследование имеет огромное значение для изучения процессов, протекающих на Солнце, что особенно важно для прогнозирования безопасности космических полетов человека.

Исключительные возможности для проведения широкого изучения частиц космических лучей высоких и сверхвысоких энергий открылись с появлением тяжелых искусственных спутников Земли. Установлено, что число частиц в первичном космическом потоке резко уменьшается с ростом их энергии. Скомпенсировать уменьшение интенсивности можно, если проводить продолжительные измерения вблизи границы атмосферы или за ее пределами аппаратурой большой площади.

Первый шаг в этом направлении сделан в Советском Союзе запуском космических станций серии «Протон» в 1965 – 1966 годах. На этих станциях была установлена уникальная научная аппаратура, способная автоматически разделять частицы по их энергиям, отбирать из всех частиц космических лучей только те, которые обладают очень высокими энергиями, измерять энергию, определять природу первичной частицы, изучать характеристики их взаимодействий с атомными ядрами вещества.

Основным прибором станций «Протон» был так называемый ионизационный калориметр. Он состоит из большого числа стальных лент, между которыми расположены сцинтилляторы из специальной пластмассы. При попадании частицы высокой энергии на ионизационный калориметр она взаимодействует с ядрами атомов железа. В результате столкновения рождаются вторичные частицы, которые в свою очередь, сталкиваясь с ядрами железа, рождают частицы следующего поколения и т. д. Измерение электрического заряда частиц выполнялось с помощью двух специальных счетчиков, расположенных над ионизационным калориметром. Под счетчиками находились блок из углерода (на одной половине прибора) и блок из полиэтилена – на другой. Эти блоки были тем веществом, взаимодействие с которым частиц высокой энергии и являлось предметом исследований.

Измерения эффективного сечения неупругого взаимодействия протонов первичных космических лучей с ядрами атомов углерода выполнялись в диапазоне энергий 22 тысячи миллиардов электрон-вольт. При этом была обеспечена точность, ранее не достигавшаяся ни в одной «земной» работе с космическими лучами.

Сечения ядерного взаимодействия – это важнейшая в физике элементарных частиц величина, которая является мерой вероятности ядерных процессов. Измерение этой фундаментальной характеристики, выполненное одним и тем же прибором в разных областях энергий, показало, что в области энергии от 100 до 1000 миллиардов электрон-вольт происходит возрастание эффективного сечения неупругого взаимодействия на 20 процентов. Если данные о росте сечения подтвердятся в последующих экспериментах, они будут иметь колоссальное значение для создания теории взаимодействия элементарных частиц.

На космических станциях «Протон» проводился широкий цикл исследований космических лучей, представляющих большой интерес и для ряда разделов астрофизики. К ним относятся, в частности, исследования в области гамма-астрономии.

В последние годы некоторыми физиками-теоретиками высказана гипотеза о существовании неких частиц с зарядом, составляющим одну треть от элементарного заряда электронов, так называемых «кварков». В соответствии с этой гипотезой все сильно взаимодействующие элементарные частицы, нуклоны, мезоны и гипероны должны быть построены из трех таких фундаментальных частиц. Поиски «кварков» на ускорителях не привели к успеху. Однако, если они действительно существуют, то в принципе могут содержаться в ничтожном количестве и в первичных космических лучах.

С целью поиска «кварков» в первичных космических лучах на искусственном спутнике Земли «Протон-3» был установлен светосильный прибор для регистрации частиц с дробным электрическим зарядом. Данные обработки части полученной информации дали пока неопределенный результат. Однако важно отметить, что в итоге работ на «Аротоне-3» уже удалось установить верхний предел плотности потока «кварков». Нет сомнения, опыты по поиску «кварков» в космических лучах будут продолжены.

Будущее в изучении космических лучей безусловно принадлежит спутникам и автоматическим межпланетным станциям. Масштабы этих исследований будут непрерывно расти. Нынешний эксперимент на «Протоне-4» внесет в них свой существенный вклад.

С развитием ракетно-космической техники ученые впервые получили возможность вынести телескопы за пределы земной атмосферы, что открыло принципиально новые возможности в изучении Вселенной. В ночь с 18 на 19 апреля 1968 года в Советском Союзе была выведена на орбиту искусственного спутника Земли астрономическая обсерватория «Космос-215». О том, что собой представляет эта обсерватория, о задачах внеатмосферной астрономии идет речь в этой статье.

Земная атмосфера непрозрачна для ультрафиолетового (коротковолнового) и инфракрасного (длинноволнового) диапазонов световых волн. Почти сто лет назад астрономы, изучавшие спектр Солнца, обратили внимание на резкий обрыв излучения в области с длиной волны около 3000 ангстрем (ангстрем – единица длины, составляющая одну десятимиллионную долю миллиметра). Это указывало на то, что в атмосфере Земли есть какой-то агент, поглощающий коротковолновую ультрафиолетовую радиацию. Примерно пятьдесят лет назад причина была обнаружена. Оказалось, что слой озона на высотах 30 – 70 километров практически полностью поглощает солнечное излучение в спектральной области от 3000 до 1800 ангстрем. Еще более коротковолновую часть излучения поглощают в основном молекулярный кислород, азот и, наконец, атомарный кислород, который сосредоточен на высотах, превышающих 150 – 200 километров. Вот почему астрономические наблюдения ультрафиолетовой области солнечного спектра невозможно проводить с помощью аппаратуры, установленной на аэростатах, высотных самолетах или на высокогорных обсерваториях. То же относится и к исследованиям рентгеновской области спектра.

Между тем ультрафиолетовый и рентгеновский диапазоны чрезвычайно интересовали астрономов, изучающих Солнце, горячие – молодые звезды, верхнюю атмосферу Земли, межпланетную, межзвездную и межгалактическую среду. В этой области лежат самые яркие спектральные, так называемые резонансные, линии почти всех элементов. Здесь же находится и максимум излучения горячих звезд с температурой поверхности, превышающей 20 000 градусов.

Предполагается, что разреженный газ, расположенный между галактиками, также должен излучать в этой спектральной области. Вопрос об этом газе особенно волнует астрономов. Дело в том, что в нем, возможно, сосредоточена основная масса вещества Вселенной. От реальной плотности межгалактического газа зависит дальнейшая судьба Вселенной – будет ли неограниченно продолжаться наблюдаемое сейчас ее расширение или оно сменится сжатием. В соответствии с космологическими теориями, если плотность межгалактического газа превышает 10 атомов на кубический метр, то когда-то в будущем Вселенная начнет снова сжиматься. При меньшей плотности вещества ее расширение будет продолжаться неограниченно долго.

Но, пожалуй, самая интересная проблема, которую помогут решить телескопы, установленные на искусственных спутниках Земли или космических станциях, заключается в расшифровке природы рентгеновских источников космического излучения, открытых американскими учеными около шести лет назад. Сейчас известно около полусотни таких источников. Подавляющее большинство их до сих пор не «привязано» ни к каким известным видимым объектам. Первоначально предполагалось, что источники рентгеновского излучения – наконец-то открытые нейтронные звезды. Это – объекты, которые должны обладать фантастическими свойствами,– радиусом всего в несколько километров, а массой, соизмеримой с массой Солнца, что соответствует средней плотности 100 тысяч тонн на кубический миллиметр. Температура поверхности такой звезды достигала бы 10 миллионов градусов. Пока эти заманчивые для теоретиков предположения еще не доказаны, хотя их и полностью не отвергнешь.

Два рентгеновских источника, однако, уже «отождествлены» с остатками давно вспыхнувших «новых» звезд. Еще один «увязан» с туманностью, оставшейся на месте сверхновой звезды, вспыхнувшей в 1054 году. Этот источник, находящийся в знаменитой Крабовидной туманности, изучен наиболее подробно и в оптическом и в радиодиапазонах. Телескопы, поднятые в космос, позволят открыть многие другие тайны источников рентгеновского излучения.

Мы перечислили основные вопросы, которыми занимается внеатмосферная астрономия – молодая ветвь экспериментальной астрофизики. Для решения некоторых из них и осуществлен запуск искусственного спутника Земли «Космос-215». Он был выведен на сравнительно низкую орбиту с начальными параметрами: периодом обращения 91,1 минуты, высотой апогея – 426 километров, высотой перигея – 261 километр и наклонением плоскости орбиты к экватору – 48,5 градуса. Такая орбита выбрана для того, чтобы спутник совершал полет ниже поясов заряженных частиц, окружающих Землю. В противном случае они создавали бы сильный «фон», который вносил бы помехи в регистрирующие приборы и затруднял астрономические наблюдения. p>Спутник оснащен восемью небольшими телескопами с диаметром зеркал 70 миллиметров. Они предназначены для наблюдений излучения горячих звезд в различных диапазонах – от видимой части спектра до ультрафиолетовой с длиной волны 1225 ангстрем. Имеется рентгеновский телескоп, который регистрирует излучение в спектральной области от 0,5 до 5 ангстрем. Два фотометра регистрируют солнечное излучение, рассеянное в верхней атмосфере планеты. На борту спутника установлена также аппаратура для передачи результатов наблюдений на Землю.

Обычно при отделении от последней ступени ракеты-носителя спутник приобретает беспорядочное вращение с периодом от нескольких секунд до десятков секунд. В полете на него действуют различные возмущающие силы, которые стремятся дополнительно закрутить спутник. К ним относятся вращение различных моторов, находящихся внутри самого аппарата, несимметричное воздействие атмосферы Земли, тормозящей его. Между тем поле зрения телескопов составляет около 1 градуса. Поэтому при таком вращении спутника время наблюдения каждой звезды составляло бы только около десятой доли секунды. Иначе говоря, звезды с малой интенсивностью излучения из-за недостаточного времени экспозиции не удалось бы наблюдать.

Вращение спутника необходимо было таким образом замедлить примерно в 100 раз. С этой целью на «Космосе-215» использовалась специальная магнитная система успокоения.

На штанге длиной в несколько метров был установлен мощный постоянный магнит, который взаимодействует с магнитным полем Земли. Он закреплен в специальных подшипниках, создающих большое трение. Благодаря такому устройству энергия вращения спутника быстро преобразуется в тепло, нагревающее подшипники. В течение всего времени активного существования спутника его вращение поддерживалось на достаточно постоянном уровне – один оборот за время от 40 минут до 1 часа. Спутник оснащен химическими источниками тока, которые обеспечили его нормальную работу в течение более чем месяца.

Проведено около ста пятидесяти сеансов связи, во время которых с запоминающего устройства списывалась полученная информация, выдавались различные команды по переключению аппаратуры, а также на служебные системы. Вся аппаратура «Космоса-215» работала нормально. Расчеты конструкторов полностью подтвердились.

На записях, полученных со спутника, хорошо прослеживается прохождение поля зрения всех телескопов через звезды, не раз наблюдалось пересечение полосы Млечного Пути, где особенно много горячих звезд. На дневной стороне Земли иногда видна ее яркая поверхность, а в районе терминатора – границы между светлой и ночной стороной – заметна узкая светящаяся полоса атмосферы. Фотометры, имеющие сравнительно большой угол обзора, регистрировали свечение протяженной водородной оболочки планеты, простирающейся на десятки тысяч километров от Земли.

Полет орбитальной астрономической обсерватории закончился совсем недавно. Но планомерная обработка полученного материала уже началась. Объем его столь велик, что без помощи быстродействующих электронно-вычислительных машин нечего и думать обработать даже малую долю телеметрической информации. Прежде всего это относится к вычислению ориентации оптической оси телескопов. Не будь электронно-вычислительных машин, только на решение этой задачи нескольким квалифицированным вычислителям понадобилась бы вся жизнь. Не меньший объем вычислений предстоит проделать и по обработке показаний научной аппаратуры.

Материалы, которые дал астрономический спутник «Космос-215», ярко иллюстрируют тенденцию развития современных научных экспериментов, состоящую в тесном сотрудничестве ученых и инженеров различных специальностей. Астрономы ставят научные задачи и разрабатывают методы измерений, физики решают проблемы создания регистрирующих приборов-детекторов с заданными свойствами, специалисты в области электронного приборостроения конструируют и изготовляют аппаратурный комплекс, обладающий высокой надежностью, способный функционировать в тяжелых условиях космического пространства. Наконец, математики и специалисты по обработке информации обеспечивают подготовку программ для электронных вычислительных машин. Не менее важная задача стоит и перед конструкторами служебной аппаратуры и самого искусственного спутника Земли, который должен удовлетворять требованиям астрономов, часто трудно выполнимым, а иногда и противоречивым.

Запуск на орбиту спутника Земли – астрономической обсерватории со средствами наблюдения – это первый шаг к выносу за пределы земной атмосферы больших телескопов, оснащенных современной измерительной аппаратурой.

Советские ученые завершили недавно новую серию экспериментов в ионосфере Земли, которые имеют важное значение для сверхвысотной и сверхскоростной авиации будущего. Приборы, установленные на борту летающих лабораторий типа «Янтарь», зафиксировали небывало высокую скорость истечения из сопла двигателя газовой реактивной струи – 120 километров в секунду. С помощью автоматических летательных аппаратов «Янтарь» советские ученые проводят исследования перспектив управляемого полета в верхних слоях атмосферы.

В этой серии экспериментов электрореактивные двигатели аппаратов типа «Янтарь» работали на атмосферном азоте, т. е. для создания реактивной тяги использовалось даровое «топливо»– самый распространенный газ ионосферы.

Экспериментально доказана реальная возможность использования плазменно-ионных двигателей на азоте для создания эффективных транспортных средств для полетов в верхней атмосфере. Двигатели этого типа, судя по телеметрической информации, обработка которой закончена, достаточно устойчиво работают на разных высотах и в разных режимах. Принципиальная новизна эксперимента заключается в том, что для работы подобного двигателя не нужно брать с Земли ни горючего, ни окислителя. Стоит доставить в ионосферу летательный аппарат, снабженный подобной двигательной установкой, и придать ему первоначальное ускорение на высоте свыше 100 километров, как весь дальнейший полет он сможет провести, пользуясь лишь тем азотом, который имеется в атмосфере.

Результаты исследований советских ученых с большим интересом были восприняты участниками XX Международного астронавтического конгресса, проходящего сейчас в Мар-дель-Плата (Аргентина).

Земной шар окружен ионизованной оболочкой – ионосферой, исследование характеристик и структуры которой имеет большое практическое значение для радиосвязи. Применение спутников и других космических аппаратов с установленной на них измерительной аппаратурой значительно расширило возможности изучения ионосферы.

Со времени запуска первого советского искусственного спутника Земли произошли существенные сдвиги в наших знаниях об ионосфере. Выяснилось, что она простирается примерно от 50 – 70 километров до 20 тысяч километров над поверхностью Земли.

Вместе с тем отдельные области ионосферы все еще изучены недостаточно. Это прежде всего ее нижние области, расположенные на высотах до 120 – 130 километров, а также находящиеся на большом удалении от поверхности Земли верхние области. В последние годы для их исследования применяются методы, основанные на анализе того влияния, которое оказывает ионосфера на распространение сверхдлинных радиоволн с длиной волны от нескольких до сотен километров.

Какими же интересными особенностями характеризуется распространение сверхдлинных волн в ионосфере? Оказывается, что под действием магнитного поля Земли ионосфера становится в значительной степени «прозрачной» для них. При этом ослабление сверхдлинных волн, проникающих в ионосферу с поверхности Земли, в основном зависит только от состояния ее нижних областей. Измерение на спутниках интенсивности излучения наземных радиостанций, работающих в диапазоне сверхдлинных волн, дает возможность определить поглощение волн и оценить концентрацию заряженных частиц в нижних областях ионосферы.

Магнитное поле Земли обусловливает и вторую особенность распространения сверхдлинных волн в ионосфере – магнитные силовые линии являются как бы направляющими, вдоль которых движутся радиосигналы. Проникнув в ионосферу, например в северном полушарии, эти сигналы удаляются от поверхности Земли на расстояние 3 – 4 земных радиусов и возвращаются на Землю в южном полушарии, вблизи точки, называемой магнитно-сопряженной. Поскольку основная часть пути сверхдлинных волн пролегает в верхних областях ионосферы, сигналы этого диапазона частот являются своеобразным и чувствительным зондом для исследования этих областей. Проведение измерений на спутниках дает возможность изучать структуру и параметры верхней ионосферы, исключив дополнительное влияние ее нижних областей, неизбежное при наземных наблюдениях.

Эксперименты по исследованию влияния ионосферы на распространение сверхдлинных волн были осуществлены на спутниках «Космос-142» и «Космос-259», запущенных 14 февраля 1967 года и 14 декабря 1968 года. Для этого на спутниках была установлена специальная аппаратура для приема радиоволн в диапазоне частот от 15 до 45 килогерц. Сигналы излучались наземными радиостанциями СССР, работавшими на нескольких частотах в этом диапазоне. Орбиты спутников позволяли проводить измерения в области широт, ограниченной примерно 50 градусами к северу и югу от экватора, на высотах от 200 километров до 1350 километров над поверхностью Земли. Измерения выполнялись как при прохождении спутника над зонами расположения радиостанций, так и на большом удалении от них, например в магнитно-сопряженных областях. Для записи результатов измерений использовалось запоминающее устройство. При прохождении спутника над территорией СССР эти результаты передавались на Землю по радиотелеметрической линии связи.

В процессе эксперимента, который проводился в различное время суток, в космосе принимались сигналы радиостанций во всем выбранном для исследования диапазоне частот. Измерения подтвердили результаты теоретических расчетов, согласно которым ослабление сверхдлинных радиоволн при прохождении через нижнюю ионосферу в ночное время невелико и мало зависит от частоты, а в дневное время значительно больше, чем ночью, и быстро возрастает с увеличением частоты. Полученные данные дают возможность оценить зависимость концентрации заряженных частиц в нижних областях ионосферы от времени суток и других факторов.

Измерения, проведенные в магнитно-сопряженных областях, представляют интерес для изучения структуры верхней ионосферы. В последние годы рядом известных ученых было высказано предположение о том, что верхняя ионосфера не является однородной, а имеет «волокнистую» структуру, причем отдельные «волокна» ориентированы вдоль линии магнитного поля Земли и представляют собой области увеличенной ионизации. Если эта гипотеза правильна и такие «уплотнения» ионизации действительно существуют, они должны влиять на распространение сверхдлинных волн, траектории которых близки к магнитным силовым линиям. Проведенные на спутниках «Космос-142» и «Космос-259» измерения показали, что интенсивность сигналов, принятых в магнитно-сопряженных областях, быстро меняется во времени и имеет «изрезанный» вид, причем «всплески» этой интенсивности во многих случаях разделены расстоянием порядка нескольких сотен километров. Полученные экспериментальные результаты, возможно, являются косвенным подтверждением неоднородной структуры верхней ионосферы.

Проведенные на спутниках исследования дали обширный экспериментальный материал о распространении сверхдлинных волн в ионосфере.

Дальнейшие космические эксперименты в этом направлении приведут к более углубленному пониманию структуры ионосферы и протекающих в ней физических процессов.

25 апреля 1970 года в Советском Союзе произведен запуск искусственных спутников Земли «Космос-336», «Космос-337», «Космос-338», «Космос-339», «Космос-340», «Космос-341», «Космос-342», «Космос-343».

Выведение на орбиту всех восьми спутников осуществлено одной ракетой-носителем.

На спутниках установлена научная аппаратура, предназначенная для продолжения исследований космического пространства в соответствии с программой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 года.

Движение всех восьми спутников проходит по близким к расчетным орбитам с начальными параметрами:

период обращения – 115 минут;

максимальное расстояние от поверхности Земли (в апогее) – 1500 километров;

минимальное расстояние от поверхности Земли (в перигее) – 1400 километров;

наклонение орбиты – 74 градуса.

Кроме научной аппаратуры, на спутниках имеются: радиосистемы для точного измерения элементов орбиты; радиотелеметрические системы для передачи на Землю данных о работе приборов и научной аппаратуры.

Установленная на спутниках аппаратура работает нормально. Координационно-вычислительный центр ведет обработку поступающей информации.

VII

СПУТНИКИ – В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

КОСМИЧЕСКАЯ СЛУЖБА ПОГОДЫ

Советские спутники – людям Земли

Космическая метеорология – новая, наиболее молодая ветвь современной службы погоды. Она существенно расширила возможности метеорологов в наблюдении за атмосферными процессами в масштабе всей Земли и позволяет точнее, быстрее и качественнее составлять прогнозы погоды. Достаточно сказать, например, что только за один виток советский спутник погоды в состоянии собрать данные о температуре поверхности и облачного покрова примерно с одной пятой части планеты. Экспериментальная метеорологическая система «Метеор», действующая более двух лет,– результат успешного осуществления большой программы работ по использованию искусственных спутников Земли в народном хозяйстве страны.

О том, как работает система «Метеор», насколько эффективной она оказалась, корреспондент ТАСС Д. Дмитриев попросил рассказать директора Мирового метеорологического центра в Москве академика Академии наук Узбекской ССР В. А. Бугаева.

– До того времени, пока не появились метеорологические спутники (рис. 48), мы, метеорологи, занимавшиеся физическими явлениями в атмосфере, знали, конечно, немало о том, что делается в воздушной оболочке земного шара,– рассказал В. А. Бугаев.– Однако взгляд на погоду из космоса, измерения, которые можно производить со спутника, существенно обогатили наши знания.

Рис. 48. Метеорологический спутник серии «Космос», входящий а систему «Метеор»

Не хочется подробно повторять то, о чем многократно уже писалось. Это прежде всего информация о циклонах умеренных широт и о тропических ураганах. Облачные вихри, отражающие движение воздуха в тайфунах и ураганах, сразу обратили на себя внимание и послужили источником надежной информации об этих грозных явлениях погоды. Сейчас от пристального глаза спутников не может укрыться ни один тропический ураган, ни один опасный циклон. Кстати, советский спутник погоды «Метеор», запущенный 26 марта 1969 года, на своем 1629-м витке зарегистрировал тайфун «Бернике», который вскоре обрушился на Калифорнию. Своевременное предупреждение позволило принять необходимые меры предосторожности.

Используя наблюдения со спутников, метеорологи стали глубже понимать природу и коварные повадки тайфунов. Хотя в циклонических облачных вихрях имеются некоторые общие характерные черты, тем не менее нет двух циклонов «на одно лицо». С развитием техники мы в последнее время сумели перейти от регистрации глобальных явлений природы к конкретным прогнозам погоды в отдельных районах нашей страны. Теперь мы в состоянии не вообще ответить на вопрос об изменении погоды, а конкретно, в какой час начнется дождь, когда окончится, когда будет прояснение и станет ли оно продолжительным... Советские метеорологические спутники хорошо приспособлены для решения именно таких задач, поскольку они дают очень детальные изображения атмосферных явлений (рис. 49). Даже отдельные облака протяженностью 2 – 5 километров – наиболее типичные образования облачных гряд – «схватываются» спутником с высоты 600 километров.

Рис. 49. Снимок облачности в районе 57° ю. ш., 16° в. д., сделанный ИСЗ «Метеор-1» на 117-м витке. Время 11 часов 01 минута. Гр. 3 апреля 1969 г.

Спутники серии «Космос», входившие в экспериментальную советскую систему космической службы погоды, оказались надежными и вполне отвечающими требованиям метеорологов. На новом спутнике погоды «Метеор», который работает сейчас, наряду с системой запоминания, накапливания информации применен метод непосредственной передачи изображений (НПИ). Пролетая, например, над Москвой или вблизи нее, спутник кадр за кадром передает телевизионное изображение облачности, которую «видит» сейчас. Эти изображения сохраняют всю свежесть, всю актуальность текущего момента для метеоролога-прогнозиста. Можно сделать большое увеличение при изготовлении фотографий так называемых мезометеорологических процессов, размеры которых укладываются в несколько километров или в несколько десятков километров. Примерами таких процессов могут служить отдельная гроза, локальное усиленно дождя. Оказалось также возможным проследить влияние большого города на погоду в его окрестностях.

Особенно результативным становится исследование мезометеорологических процессов при сочетании данных спутников с наблюдениями метеорологических радиолокаторов.

Наверное, многие заметили, что в Москве и Ленинграде иногда передаются по радио предупреждения о резких изменениях погоды (ливень, гроза, шквал), которые наступят через 2 – 3 часа в определенной части юрода. Как показала практика, эффективность этих предупреждений высока, и в ближайшее время они будут передаваться и в других местах Советского Союза.

В изучение местных метеорологических процессов большой вклад внесли советские космонавты, которые но нашим программам выполняли тонкие работы по фотографированию облачного покрова Земли.

Не меньший интерес представляют сведения о запасах воды в зоне вечных снегов высоко в горах. Прошедшая зима была многоснежной на Памире и Тянь-Шане, и лишь с учетом запасов влаги можно было составить гидрологические прогнозы о величине весенне-летних паводков. Так как год складывался напряженным в смысле обилия воды в реках, надо было мобилизовать все технические возможности для получения подробной информации о залегании снега в горах. Немалую помощь оказал здесь «Метеор».

Космическая метеорология, успешно развивающаяся в Советском Союзе,– один из ярких примеров огромных возможностей использования спутников для удовлетворения насущных потребностей народа.

Пятидесятая годовщина Великой Октябрьской социалистической революции и десятилетие эры космических исследований отмечены новым большим успехом советской науки и техники. В строй действующих вступает сеть станций «Орбита» (рис. 50) – пунктов приема телевизионных программ, передаваемых спутниками связи «Молния-1» (рис. 51).

Рис. 50. Карта размещения пунктов «Орбиты»

Рис. 51. Спутник связи «Молния-1»

В директивах XXIII съезда КПСС предусмотрено, что через искусственные спутники Земли программы Центрального телевидения будут принимать в Магаданской области, на Камчатке, на Сахалине, в Якутии и других отдаленных районах, И это претворено в жизнь. Сейчас в отдаленных областях Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока, Средней Азии за короткий срок сооружено более 20 приемных станций. Благодаря этому программы Центрального телевидения увидят еще свыше 20 миллионов зрителей.

Создание сети станций «Орбита» представляет собой одну из форм непосредственного использования проводимых в нашей стране космических исследований для блага советского народа.

Телевизионная программа содержит объем информации примерно такой же, как 1000 телефонных разговоров. Поэтому она может быть передана лишь по каналам связи, обладающим очень большой пропускной способностью. До настоящего времени для передачи телевизионных программ или многих телефонных разговоров на большие расстояния сооружались радиорелейные или кабельные линии с большим числом промежуточных усилительных станций.

С развитием космических исследований появилась еще одна возможность высококачественной передачи информации на большие расстояния – связь через искусственные спутники Земли.

Спутник связи, который «видит» и облучает треть всей поверхности Земли, может стать единственной промежуточной станцией для связи двух любых пунктов на огромном расстоянии, в том числе на всей территории нашей страны.

Технико-экономический анализ показывает, что спутниковая система связи наиболее выгодна для передачи однонаправленной (циркулярной) информации (программ телевидения, радиовещания, матриц газет, метеокарт и т. п.), поскольку бортовой ретранслятор спутника облучает сразу большую территорию, так что строительство новых пунктов не увеличивает затрат на спутник и передающий центр. Экономическая эффективность циркулярной системы спутниковой связи особенно велика при передаче именно в труднодоступные местности, через естественные препятствия – океаны, горы, тайгу. Еще одним преимуществом спутниковой системы является возможность организации связи в кратчайшие сроки. При использовании наземных магистральных линий связи протяженностью в несколько тысяч километров, содержащих большое число промежуточных станций, возникают серьезные трудности с обеспечением надежности связи. Спутниковая же линия связи до любого пункта состоит только из трех элементов – передатчик, спутник, приемник.

В нашей стране уже проводятся передачи телевидения между двумя пунктами через «Молнию-1». Эти передачи создали основу для развития спутниковой связи. Однако для создания широкой сети телевизионного вещания по всей огромной территории Советского Союза через спутник потребовались принципиально новые технические решения, позволяющие обеспечить более высокое качество при сравнительно невысоких затратах.

Сеть «Орбита» построена следующим образом.

Наземная передающая станция (рис. 52) излучает сигнал, направленный на спутник «Молния-1», который принимает его, усиливает и ретранслирует на приемные пункты сети «Орбита». Передача сигналов ведется в режиме частотной модуляции. Передающая наземная станция имеет мощность несколько киловатт и большую антенну с параболическим зеркалом.

Рис. 52. Внешний вид станции «Орбита»

Спутник связи «Молния-1» имеет направленную антенну, ориентированную на Землю. Мощность передатчика 40 ватт – наибольшая для всех существующих спутников связи.

Спутник «Молния-1» выводится на эллиптическую орбиту с высотой апогея порядка 40 000 километров, перигея – 500 километров и периодом обращения – 12 часов. Угол наклонения плоскости орбиты к плоскости экватора 65 градусов. Ширина диаграммы направленности антенны спутника такова, что лучом антенны охватывается вся «видимая» с него поверхность Земли. Благодаря выбору такой орбиты вся территория СССР облучается примерно в течение 8– 10 часов на каждом витке, а угловая скорость спутника по отношению к Земле при проведении сеансов связи невелика.

Наземные станции, принимающие радиопередачу со спутника связи, должны обнаруживать полезные сигналы, отделять их от шумов, которые создаются не только радиоизлучением Земли и ее атмосферы, но также излучениями Луны, Солнца и галактическими источниками.

Сигнал, принятый пунктом «Орбита», по соединительным линиям передается на местный телецентр, который в свою очередь осуществляет телевизионные передачи для потребителей, принимающих эти передачи обычным образом.

Все пункты «Орбита» соединены каналами служебной связи с центральным пунктом управления.

Станция «Орбита» располагается в круглом железобетонном здании, которое одновременно является основанием антенной системы с параболическим отражателем диаметром 12 метров. В центральном зале станции находятся приемная аппаратура, аппаратура наведения антенны и пульт соединительной линии. В отдельных помещениях вокруг центрального зала размещены системы вентиляции и кондиционирования воздуха, аппаратура электроприводов наведения антенны и другое оборудование.

Антенна следит за спутником с помощью приводных механизмов, управляемых аппаратурой наведения.

Поскольку сигнал звукового сопровождения передается в той же полосе частот, что и видеосигнал, то на приемном пункте устанавливается аппаратура разделения изображения и звука. Телевизионный сигнал. и сигнал звукового сопровождения с аппаратуры разделения подаются на оконечную аппаратуру соединительной линии. На пункте имеется комплект аппаратуры для проведения контрольных измерений качественных показателей всего приемного тракта.

Малошумящая зеркально-параболическая антенна с зеркалом диаметром 12 метров и фокусным расстоянием 3 метра установлена на специальном опорно-поворотном устройстве. Наведение антенны осуществляется с помощью следящего электропривода. Управление – автоматическое (от программного устройства) или полуавтоматическое.

Антенна способна нормально работать в суровых климатических условиях районов Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера и Средней Азии без ветрозащитного укрытия. При этом нормальная работа антенны и станции обеспечивается при скорости ветра до 25 метров в секунду в диапазоне температур от минус 50 градусов до плюс 50 градусов Цельсия.

Как известно, от антенной системы требуется получение наибольшего уровня полезного сигнала, усиливаемого затем в приемном устройстве, и максимального снижения мешающих шумов, создаваемых главным образом за счет теплового радиоизлучения Земли, атмосферы и элементов самой антенны. Благодаря особенностям конструкции антенны достигнут средний в рабочей полосе частот коэффициент использования поверхности антенны примерно 0,7, что превосходит известные до сих пор в СССР и за рубежом результаты. При этом общая шумовая температура собственно антенны с антенно-фидерным трактом составляет не более 30 градусов (Кельвина) при направлении ее радиолуча в зенит.

Зеркало антенны параболической формы выполнено из алюминиевого сплава и весит около 5,5 тонны. При этом точность изготовления зеркала и его жесткость таковы, что в условиях эксплуатации и при воздействии рабочих ускорений среднеквадратичные отклонения его поверхности от параболического профиля не превышают 1,5 миллиметра. Опорно-поворотное устройство обеспечивает сопровождение спутника в любой области небосвода.

Общий вес металлоконструкций опорно-поворотного устройства с механизмами и двигателями, зеркала антенны с противовесом, волноводов и облучателя составляет около 50 тонн.

Принятый диапазон скоростей вращения антенны обеспечивает непрерывную связь для любых траекторий спутников связи, включая проходящие через зенит.

Высокая точность следящего электропривода обеспечивается во всем диапазоне скоростей вращения и при максимально допустимых ветровых нагрузках на антенну. Такая точность достигнута благодаря применению оригинальной схемы возбуждения генератора, питающего двигатели следящего привода. Пульт управления антенной обеспечивает контроль, а при необходимости – текущую коррекцию углового положения антенны. Автоматизация управления антенной и ее наведения повышает надежность и удобство эксплуатации антенны в условиях длительных и регулярно повторяющихся сеансов связи.

При решении задач космической радиосвязи одной из важнейших проблем является создание высокочувствительных приемных устройств. На сверхвысоких частотах чувствительность приемных устройств в большинстве случаев почти целиком определяется уровнем собственных тепловых шумов входных цепей приемника.

Одним из наиболее перспективных малошумящих усилителей является параметрический усилитель.

Для наземной станции «Орбита» был разработан двухкаскадный параметрический усилитель. Каскадное включение усилителей позволяет получить необходимое усиление при устойчивой работе, а также снизить шумовую температуру всего приемного устройства в целом. Для достижения наибольшей чувствительности системы первый каскад охлаждается до температуры жидкого азота (минус 196 градусов по Цельсию).

Разработка охлаждаемого параметрического усилителя, пригодного для серийного выпуска и эксплуатации, является серьезным достижением. Успех этот неразрывно связан с созданием криогенного устройства, способного длительное время сохранять температуру жидкого азота.

Основное усиление мощности принимаемых сигналов (до 100 миллионов раз) осуществляется на частоте 70 мегагерц с помощью усилителя промежуточной частоты. В приемной аппаратуре используются специальная система автоматической регулировки усиления и помехоустойчивый детектор, работающие в условиях повышенного уровня шумов и помех.

Транзисторный видеоусилитель имеет приборы для коррекции частоты, а также фильтры для измерения в период подготовки к сеансу связи основных качественных показателей: уровня шумов и фона переменного тока.

В состав приемного комплекса входит аппаратура, которая предназначена для оперативного контроля работоспособности комплекса. Она представляет собой маломощный передатчик, имитирующий сигнал, поступающий со спутника связи «Молния-1», и позволяет измерять параметры принятых от спутника сигналов.

При организации звукового канала для телевизионных передач через спутник общепринятый в телевизионном вещании метод передачи звука в отдельном частотном канале оказывается не лучшим.

Поэтому в системе «Орбита» был применен импульсный метод передачи звукового сопровождения, не требующий расширения полосы частот радиоканала и основанный на использовании избыточности телевизионных сигналов.

В телевизионном сигнале имеются интервалы, во время которых изображение не передается (интервал «строчных гасящих импульсов»). В эти промежутки времени передаются импульсы, несущие информацию о звуке. На приемном конце космической линии связи эти импульсы выделяются из телевизионного сигнала и преобразуются в специальном устройстве в звуковой сигнал.

Сигналы изображения и звукового сопровождения телевизионных программ с приемного пункта «Орбита» передаются на местный телецентр по соединительным линиям. На больших расстояниях в качестве соединительной линии используется небольшая радиорелейная линия одностороннего действия.

При выборе площадок для строительства приемных пунктов «Орбита» учитывались необходимость прямой связи с местным телецентром и гарантия от помех, связанных с наличием радиотехнических средств вблизи городов. Кроме того, при этом принималось во внимание удобство эксплуатации приемного пункта «Орбита», особенно в городах Крайнего Севера. В большинстве случаев приемный пункт расположен на расстоянии не более 10 километров от местного телецентра. Выбор площадок под приемные пункты «Орбита» с точки зрения их помехозащищенности основывался на учете высоконаправленных свойств приемной антенны.

Как показывают расчеты и подтверждают измерения во время проведения сеансов приема, качество сигналов телевидения и звукового сопровождения, принимаемых от искусственных спутников Земли пунктами «Орбита», достаточно высокое.

Все пункты «Орбита» уже провели десятки сеансов приема, и московские передачи смотрели миллионы телезрителей. По общему мнению, качество изображения и звука, переданных на расстояние в тысячи километров, было таким же, как из местной студии.

С целью дальнейшего уменьшения уровня шума в канале передачи и приема телевидения для «Орбиты» разработана и применяется оригинальная система обработки телевизионного сигнала. Она снижает мощность шума в два – четыре раза, что эквивалентно соответствующему увеличению мощности бортового ретранслятора.

Отличительной особенностью системы «Орбита» является также использование для спутниковой радиосвязи комплекса телевизионной контрольно-измерительной аппаратуры. Она позволяет во время передачи путем введения в состав видеосигнала специальных кратковременных эталонных сигналов, которые не мешают приему изображения, осуществлять настройку и непрерывный контроль показателей передающей и приемной аппаратуры системы.

Космическое телевидение входит в повседневный быт советских людей. Сеть «Орбита» сыграет огромную роль в развитии культуры в отдаленных районах страны, в дальнейшем освоении Дальнего Востока и Крайнего Севера. Жители Магадана, Норильска, Воркуты, Сахалина, Ашхабада, других городов и областей страны получают возможность регулярно смотреть московские телепередачи и трансляции из других городов Советского Союза и других стран. В дни празднования 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции миллионы людей увидят парад и демонстрацию трудящихся на Красной площади.

Строительство и ввод в действие более двадцати станций «Орбита» были осуществлены за один год. Это – крупное достижение отечественной науки, техники и промышленности.

Сооружение сети «Орбита» в СССР означает переход к массовому использованию космической техники в народном хозяйстве.