Журнал «Юный техник», 1960 г., № 11, стр. 8-11



ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ КАБИНА ЖИВОТНЫХ В КАТАПУЛЬТИРУЕМОМ КОНТЕЙНЕРЕ НА БОРТУ КОРАБЛЯ-СПУТНИКА
1. Баллон системы воздухоснабжения. 2. Стреляющий механизм катапультирования. 3. Блок радиопеленгаторного устройства. 4. Специальная аккумуляторная батарея для подогрева пробирок с микробами. 5. Аккумуляторная батарея. 6. Блоки специальной научной аппаратуры. 7. Катапультируемый контейнер. 8. Датчик движения. 9. Гермокабина животного. 10. Микрофон. 11. Антенна радиопеленгаторного устройства. 12. Клапаны вдоха и выдоха. 1Я. Телевизионная камера. 14 Зеркало. 15. Вентиляционная установка. 16. Автомат комбинированного питания.

КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ ВЕРНУЛСЯ К РОДНОМУ БЕРЕГУ

Огромный космический корабль весом 4 600 кг вместе со своими пассажирами — собаками Белкой и Стрелкой и другими живыми существами благополучно возвратился на Землю. Это историческое событие приблизило время непосредственного завоевания человеком околосолнечного пространства.

Н

ам с вами выпало великое счастье читать о кораблях и ракетах, совершающих космические рейсы и полеты на Луну, уже не на страницах романов Жюля Верна, а в свежих номерах газет.

Давно ли был запущен первый искусственный спутник Земли, весивший всего лишь 83,5 кг! А теперь на межпланетные орбиты выходят космические корабли весом в тысячи килограммов.

Путь, пройденный вторым космическим кораблем от момента взлета до момента приземления, был заранее точно рассчитан.

На начальном участке пути —так называемом «активном» участке траектории, на котором работают двигатели ракеты, — сила двигателя, преодолевая противодействующую силу тяжести и силу сопротивления воздуха, обеспечила скорость, необходимую для вывода корабля на заданную орбиту. Рассчитать активный участок траектории очень сложно — ведь силы, воздействующие на космический корабль, непрерывно изменяются в процессе движения. Отделилась от ракеты одна ступень, и мгновенно изменился общий вес ее. Сгорает топливо — опять изменение в весе. С удалением от Земли уменьшается сила тяжести, а также сила сопротивления воздуха за счет разрежения атмосферы. Все эти изменения и их взаимное влияние должны быть учтены в каждое мгновение времени. Решить такую задачу можно было только при помощи современных электронных счетных машин.

Не меньшую трудность представлял расчет орбиты корабля, пролегающей в свободном пространстве, где действуют уже законы небесной механики. Здесь пришлось учитывать взаимное влияние множества непрерывно движущихся небесных тел. Очень точно требовалось рассчитать конечный участок траектории — без этого приземление космического корабля стало бы невозможным.

Как же заставить искусственный спутник, выведенный на определенную орбиту, изменить скорость и траекторию своего полета и начать приближаться к Земле? Очевидно, нужна дополнительная сила, в данном случае — дополнительный реактивный двигатель, установленный на космическом корабле. С включением этого двигателя — сопло его направлено в сторону движения корабля — создается так называемая «отрицательная тяга», и происходит торможение. Если бы весь путь корабля проходил в безвоздушном пространстве, работа, затраченная на его возвращение, равнялась бы работе, проделанной во время вывода его на орбиту. При этом требовалось бы иметь на борту космического корабля огромный запас топлива. До фантастических размеров увеличились бы и размеры и вес космической ракеты. Но тут выручает воздушная атмосфера, резко затормаживающая падающий корабль.

Однако возникает новая опасность. Те же силы, что затормаживают космический корабль, порождают огромную тепловую энергию — корабль может постичь участь метеоритов, сгорающих в нашей атмосфере.

Точный расчет, правильный выбор конструкции корабля и траектории конечного участка предотвратили эту опасность. Траектория спуска корабля-спутника опоясала почти половину земного шара (см. рис.). Она обеспечила кораблю постепенное, скользящее погружение в атмосферу от самых разреженных до самых плотных ее слоев. Специальные теплозащитные материалы, покрывающие поверхность корабля, не только предохранили его внешнюю оболочку, но и создали нормальные температурные условия для животных, помещенных в специальный герметический контейнер.

Огромные перегрузки, возникающие при торможении, являются не менее опасными для живого организма. Ощущение от перегрузок (они возникают под действием сил инерции всякий раз, когда происходит резкое изменение скорости движения) знакомо каждому, кто пользуется хотя бы городским транспортом. Но эти перегрузки — сущий пустяк по сравнению с перегрузками, возникающими при торможении космического корабля.

Пологая траектория снижения обеспечила необходимую плавность изменения скорости, гарантирующую безопасность для живых организмов.

Включение двигателя при снижении корабля-спутника осуществлялось по команде, поданной с Земли. В определенный момент времени автоматические устройства, установленные на борту корабля, произвели катапультирование контейнера, который начал планировать, поддерживаемый в воздухе с помощью специальных тормозных устройств. Благополучно приземлилась и кабина корабля-спутника.

В момент отделения контейнера от кабины корабля-спутника автоматически включились радиопеленгаторные устройства, излучающие радиосигналы, по которым наземные станции определяли местонахождение контейнера и кабины. Надежная электронная аппаратура обеспечила точную передачу команд с Земли и контрольных сигналов с корабля на Землю на всех этапах его полета.

Сложные автоматические устройства, получив команду с Земли, четко выполняли возложенные на них функции в соответствии с заранее заданной им программой. Чтобы охарактеризовать точность всех измерений и расчетов, происходивших в процессе приземления, достаточно сказать, что ошибка в одну угловую минуту при определении направления полета или ошибка в определении скорости на 1 м в секунду (на сотые доли процента!) привела бы к отклонению от намеченной точки приземления на несколько десятков километров!

Осуществление безопасного приземления ставит на повестку дня вопрос о первом космическом корабле, управляемом человеком.

Программа космического полета и научных исследований космоса, осуществляемая человеком, может быть несравненно шире и многообразней, чем программа автоматических лабораторий. Разумеется, это вовсе не исключает необходимости дальнейшего использования автоматических лабораторий, оснащенных такими средствами информации, как магнитофонные и фотографические ленты, химические, реактивные и другие устройства, которые, возвратившись на Землю, позволят получить огромное количество дополнительных ценных сведений.

Достижения современного телевидения позволили осуществить на втором корабле передачи из космоса изображений первых «космонавтов».

При наземных телепередачах пределы прямой видимости (а значит, и приема телевизионных изображений) не могут превысить 100—150 км из-за шарообразной формы Земли. Иное дело в космосе. Как далеко ни находился бы запущенный в космос корабль, все равно он будет находиться в «поле зрения» наземной станции при прохождении той или иной части своей орбиты. Вся трудность телепередач из космоса заключается в том, что сила сигнала, принимаемого со столь больших расстояний, ниже уровня сигнала, используемого в обычных телевизорах, в миллионы раз. Трудность эта усугубляется тем, что мощность передатчиков на корабле ограничена их собственным весом и весом питающих их устройств. Приходится учитывать и космическую радиацию, которая создает многочисленные помехи и затрудняет прием сигналов из космического пространства.

Советские инженеры создали сверхчувствительные устройства, обладающие низким уровнем собственных (внутренних) помех и способные выделять полезный сигнал на фоне космических радиоизлучений. Устройства эти, конечно, отличаются от обычных телевизионных систем. В частности, на экране телевизора, следившего за самочувствием и поведением Стрелки и Белки, строчки изображения располагались значительно реже, чем на привычных нам телевизионных экранах, и электронный луч двигался вдоль этих строк значительно медленнее, чем обычно. А с уменьшением числа строк и скорости движения луча уменьшается рабочий диапазон частот телевизионного сигнала (ведь частота сигнала — это частота чередования темных и светлых участков на пути луча). Следовательно, уменьшается и количество помех, попадающих в этот диапазон.

Четкость изображения, полученного на телевизионном экране с уменьшенным количеством строк, оказалась достаточной, чтобы провести наблюдения.

Итак, перспектива путешествия на другие планеты больше не фантастика.

В. СЕДОВ