"Техника-молодежи" 1958 №8 с.18-21

Рис. А. КАТКОВСКОГО
и Л. ТЕПЛОВА

Действие ионизационного манометра основано на том, что ионы, попадающие в колбу радиолампы из забортного пространства, вызывают сеточный ток, соответствующий концентрации вещества.

Вес нового советского искусственного спутника намного превышает вес обоих предыдущих (которые, в свою очередь, были в десятки раз тяжелее американских) и составляет 1 327 кг.

Советская наука и промышленность, советские исследователи, инженеры и рабочие одержали еще одну большую победу. Сделан новый шаг на пути к завоеванию космоса.

Масс-спектрометрическая трубка перегорожена сетками, на которые подается переменное напряжение. При каждом из значений напряжения на коллектор могут попасть только частицы определенной энергии и, следовательно, определенной массы. По значениям массы определяется, какая это частица вещества.

Мы обратились к члену рабочей группы по ракетам и спутникам Советского комитета МГГ, научному сотруднику Академии наук СССР А. М. Касаткину, хорошо известному нашим читателям по его выступлениям в журнале («Техника — молодежи» № 8 и 11 за 1957 г.) и попросили его рассказать нам о том, ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ НОВЫЙ СОВЕТСКИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ОТ СВОИХ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ.

Вот что нам рассказал А. М. Касаткин:

— Главное отличие третьего советского искусственного спутника от его предшественников следует искать прежде всего в его весе, форме и высоте орбиты. Возьмем, например, вес. Третий советский спутник намного тяжелее второго. Почему так важен большой вес спутника? Потому, что он свидетельствует в первую очередь о наличии в спутнике тяжеловесной научной аппаратуры. А только тот, кто умеет засылать в верхние слои атмосферы тяжелую научную аппаратуру, делает реальные шаги для завоевания космоса.

В печати сообщалось, что вес аппаратуры для проведения научных исследований, радиоизмерительной аппаратуры и источников питания в третьем спутнике составляет 968 кг. Это гораздо больше, чем приходилось на «начинку» второго спутника.

Какие приборы размещены в третьем спутнике дополнительно к тем, что были установлены во втором советском спутнике? Сюда относится ряд новых геофизических приборов: для определения ионного состава атмосферы, для регистрации числа соударений спутника с микрометеорами, для измерения

Корпускулярное излучение Солнца обнаруживается по сцинтилляционным вспышкам, которые улавливаются фотоумножителем.

электрического поля атмосферы и космического пространства, для измерения собственного электрического заряда, который спутник приобретает в результате своего взаимодействия со средой и солнечного облучения, прибор для исследования магнитного поля Земли, интенсивности корпускулярного излучения Солнца и другие.

Вы обратили внимание на то, что в отличие от второго третий советский искусственный спутник отделяется от ракеты-носителя и движется с нею в общем на разных орбитах. Почему это сделано, почему вернулись к принципиальному варианту полета первого искусственного спутника? Потому, что ученые пришли к выводу, что на спутнике, отделенном от ракеты-носителя, можно произвести более тонкие геофизические наблюдения, чем на спутнике, не отделенном от последней ступени «ракетного поезда» (применим терминологию К. Циолковского; она удачно подходит к практике запуска современных спутников).

И на этот раз спутник выведен на орбиту под 65° к экватору, не отклонившись от намеченного направления ни на йоту. Подобное обстоятельство подтверждает высокую точность действия автоматических систем управления выводом спутников на орбиту и является предметом законной гордости наших специалистов.

Солнечная батарея составляется из пластинок кремния, на поверхность которых нанесен слой бора. На границе чистого кремния и кремния с бором образуется запирающий слой электронов, который пропускает электроны только вниз, а «дырки» — условные положительные заряды — только вверх. На поверхностях кремниевой пластинки появляется разность потенциалов. Заряды отводятся металлическими электродами.

После запуска третьего советского искусственного спутника разговоры о возможности полетов на небесные тела солнечной системы утрачивают свою фантастичность. Академик Л. И. Седов, например, считает, что на загадочный Марс человек проникнет в течение ближайших двадцати лет.

Мне думается, что первые межпланетные рейсы с помощью ракет совершатся без человека в качестве пассажира. Человек, собственно, мог бы разместиться и внутри третьего спутника. Но пока не разрешена проблема спасения тел, вторгающихся в атмосферу Земли с космическими скоростями, рациональнее производить все исследования без людей, а с помощью автоматически действующих приборов. Кстати, это и надежнее, так как даже самому внимательному наблюдателю трудно конкурировать с современными автоматическими приборами. Впоследствии, по мере усовершенствования спутников и космических кораблей, в которые они постепенно превратятся, в неизведанные дали вселенной ринется и человек.

Накануне выхода человечества в космические пространства огромное положительное значение для дальнейшего прогресса имеет международное сотрудничество ученых разных стран и вообще всех людей доброй воли. Хотелось бы пожелать, чтобы подобное сотрудничество, так благотворно проявившее себя во время Международного геофизического года, продолжалось бы и по окончании этого грандиозного научного мероприятия.

Отраженный свет Солнца, идущий от спутника, недостаточно ярок. Поэтому сейчас при фотографировании спутника на фоне звезд пользуются электронно-оптическими преобразователями. На рисунке показана схема специальной камеры для фотографирования спутника. Изображение его проектируется на фотокатод преобразователя; лучи света выбивают из фотокатода электроны, которые фокусируются электромагнитным полем катушки и вызывают свечение экрана. Яркость изображения на экране превышает яркость обычного изображения спутника в камере фотоаппарата.

Камера снабжается кварцевыми часами, сигналы которых позволяют точно определить время прохождения спутника в данном участке неба.

АВТОМАТЫ-КОСМОНАВТЫ (см. 20-31-ю страницы) Третий советский искусственный спутник Земли... В этом металлическом сооружении есть что-то — конечно, чисто механически, условно — от живого. Он устойчив и состоит из «органов», каждый специального назначения. Он взаимодействует со средой, «питается», «просматривает», «запоминает», «отдает команды» своим частям, наконец работает (ведь для того его и создали), собирая сведения. Как устроено это необычное, «умное, неживое существо»? Откроем двадцатую страницу и попробуем разобраться в его устройстве. Тело спутника -— огромная конусообразная камера, изготовленная из легкого блестящего металла — алюминиевого сплава. Камера герметически закрыта, а внутри под давлением циркулирует газ азот. Ряд приборов установлен в спутнике так, что чувствительные их части — датчики — выведены наружу, разумеется при полной герметизации выводов во фланцах. Разнообразные антенны выступают во все стороны. Вот в основании конуса (в днище спутника) четыре петлевые антенны трубчатой конструкции. Они плотно примыкают к днищу, когда спутник покоится в ракете-носителе, и поднимаются, когда спутник выходит на орбиту. В средней части конуса спутника — четыре прочные антенны, напоминающие четыре пары рогов. Эти антенны выступают наружу даже тогда, когда спутник пробивает плотные слои атмосферы, находясь в ракетном поезде. Длинная штыревая антенна укреплена в вершине конуса. Все это сложное антенное устройство спутника обеспечивает радиотелеметрические измерения и радиоконтроль траектории полета спутника. Нижняя конусообразная часть спутника имеет систему металлических заслонок. Все они по команде управляющего механизма (1) могут повернуться так, что становятся перпендикулярно к поверхности спутника и открывают для свободного обмена лучистой энергией часть спутника, тем самым регулируя температуру в спутнике. Любопытно наблюдать, как вдруг плавно перемещаются все жалюзи. В голову приходит мысль, что перед нами какой-то фантастический робот. Спутник добросовестно выполняет огромную работу. Едва вырвавшись на простор, в космическое пространство, он вскрывает манометры (2), которые могли бы испортиться внизу в плотных слоях атмосферы, расправляет свои «усы» — ионные ловушки (3), прижатые до того к его поверхности, запускает моторчики электростатических флюксметров (4), поворачивает рамку магнитометра (5), располагая чувствительный датчик по силовым магнитным линиям магнитного поля Земли, подготавливает все геофизические приборы к измерениям. Затем в определенные моменты времени автоматическая аппаратура спутника быстро «опрашивает» (6) и «запоминает» (7) показания всех научных приборов, а когда это необходимо, то «выдает» их (8) на Землю. Перед запуском спутника в полет убеждаются в исправности всех его механизмов и выдают ему «на прощанье» определенные команды. В полете спутника автоматическое функционирование его научной и измерительной аппаратуры обеспечивается программным устройством (9), выполненным на полупроводниках. Энергопитание аппаратуры на спутнике производится с помощью наиболее совершенных электрохимических источников тока (10) и полупроводниковыми кремниевыми батареями (11), преобразующими энергию солнечных лучей в электрическую. Электрохимические аккумуляторы установлены в отсеках внутри спутника, а солнечные батареи — в вершине и в средней части на поверхности спутника и снаружи его днища. Такое расположение солнечных батарей обеспечивает достаточное количество вырабатываемой Солнцем электроэнергии при любом положении спутника в пространстве. Большая часть аппаратуры располагается внутри спутника на рамах, выполненных из легких магниевых сплавов. Так, на задней раме помещаются: радиотелеметрическая аппаратура, радиоаппаратура для пеленгации спутника (12), программно-временное устройство, аппаратура системы терморегулирования, включение и выключение аппаратуры и батареи электропитания. Здесь же установлены геофизические приборы для измерения интенсивности и состава космического излучения, в том числе: для обнаружения фотонов (13) и тяжелых частиц (14); наконец аппаратура для регистрации ударов микрометеоров (15). На другой приборной раме в носовой части спутника размещены электронные блоки аппаратуры для измерения: а) давления, б) ионного состава (16), в) концентрации положительных ионов, г) величины электрического заряда, д) напряженности электростатического поля, е) напряженности магнитного поля, ж) интенсивности корпускулярного излучения Солнца (17). Здесь же установлен радиопередатчик. Когда спутник находится в ракетном поезде и пробивает плотные слои атмосферы, то для защиты его от перегрева, образуемого при трении о воздух, а также для придания хорошо обтекаемой формы передняя часть спутника закрыта специальным защитным конусом, сбрасываемым после выведения спутника на орбиту. Защитный конус состоит из двух полуоболочек, разделяемых при сбрасывании. Четыре специальных щитка, соединенных шарниром с корпусом ракеты-носителя, закрывают значительную часть поверхности спутника от боковых антенн до днища. При отделении спутника эти щитки остаются на ракете-носителе. Сведения, получаемые самим спутником, дополняются данными наземного наблюдения за спутником с помощью оптических приборов (18), радиолокаторов (19) и радиостанций (20), принимающих сигналы спутника.