За коммунизм. 1957 г. (г. Данков)

4 З А К О М М У Н И З М № 127 ( 3 2 7 7 ) В преддверии межпланетных полетов 1. Четвертого октября появи­ лось новое небесное тело, ко­ торое двигается вокруг Земли с огромн ой скоро стью— 8 ки ­ лом е т ро в в с екунду. За 96 ми­ нут оно со вершает полный обо­ рот вокруг земного шара, то приближаясь к нему, то уда­ ляясь от его поверхности на 900 километров. За 17 минут оно проходит путь от Ленин­ града до Японии. Это— искус­ ственный спутник Земли, со­ зданный в Советском Союзе. Ежедневно радио и газеты сообщают время появления его над различными городами и пунктами нашей планеты. Мил­ лионы людей в различных угол­ ка х мира следят за полетом спутника. Ученые уже давно знали, что если вынести тело за пре­ делы основной толщи земной атмосферы и сообщить ему па­ раллельно земной поверхности скорость примерно в 8 кило­ метров в секунду, то оно не упадет обратно на Землю, а будет долго без всякого дви­ гателя и затрат энергии об­ ращаться вокруг Земли. Так же ка к и Луна, это тело одно­ временно с обращением вокруг Земли будет вместе с ней дви­ гаться вокруг Солнца. Но для создания такого спут­ ника требовалось построить управляемый аппарат, который смог бы подняться за пределы плотных слоев атмосферы и развить огромные скорости. Для любого движения н уж ­ на опора. Мы ходим, отталки­ ваясь от Земли. Самолет под­ держивается потоком воздуха. А этот аппарат должен дви­ гаться в пространстве, в ко­ тором нет никакой внешней опоры. Замечательный русский уче­ ный Константин Эдуардович Циолковский в начале нашего века первый доказал, что един­ ственным аппаратом, при по­ мощи которого возможно раз­ вить большие скорости, пре­ одолеть притяжение Земли, создать искусственный спут­ ник, а затем и совершать меж­ планетные полеты, будет ра­ кета. Ракета несет с собой н уж ­ ную для движения «опору» в виде запасов топлива. Если посмотреть на ракету в поле­ те, то видно, ка к из ее хво­ стовой части вырываются рас­ каленные газы . Они-то и слу­ жат той опорой, от которой отталкивается ракета. Двадцать пять лет тому на­ зад в Советском Союзе впер­ вые поднялась в воздух раке­ та, работающая на жидком топливе. С тех пор за корот­ кое время были созданы мощ­ ные ракеты .В последние годы автоматически управляемые ракеты стали подниматься в воздух на высоты в сотни к и ­ лометров от поверхности Зем­ ли. На них были установлены физические приборы, которые проводили различные измере­ ния. Было открыто много но­ вых и неизвестных нам до тех пор свойств верхних слоев атмосферы. Однако исследования, про­ водимые на ракетах, имеют и серьезное ограничение. Их по­ лет продолжается всего не­ сколько минут, в течение ко­ торых удавалось получать све­ дения о процессах, происходя­ щих только над данным ме­ стом Земли и только в данное короткое время. А для деталь­ ного исследования необходимо иметь постоянные наблюдения в течение долгого времени и над различными участками земной поверхности. Такие по­ стоянные наблюдения можно проводить на искусственном спутнике Земли. О предполагаемых запусках искусственных спутников Зем­ ли в течение Международного геофизического года (с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года) было официально объяв­ лено только Советским Союзом и Соединенными Штатами Аме­ рики. Это естественно, так ка к создание ракет, способных вы­ вести спутник на его орбиту, под силу государству, обла­ дающему большой экономиче­ ской мощью и необходимыми научными кадрами. Препятствия, которые при­ шлось преодолеть советским инженерам и ученым для за­ пуска первого спутника, свя­ заны не только с трудностями создания мощной ракеты, но и с обеспечением точного ав­ томатического управления та­ кой ракетой при выведении спутника на орбиту. Предва­ рительные расчеты показыва­ ли, что если бы при выводе на круговую орбиту в конце работы двигателя ошиблись на 1° в направлении скорости, то это вызвало бы снижение вы­ соты орбиты на десятки кило­ метров. Плотность атмосферы резко возрастает с понижени­ ем высоты, одновременно воз­ растает сопротивление атмос­ феры движению тела. Поэтому в случае, казалось бы, незна­ чительной ошибки, потеряв от увеличенного сопротивления скорость, спутник попал бы в более плотные слои воздуха и не смог совершить и одного оборота. Такая же опасность угрожает спутнику, если ве­ личина скорости его запуска будет меньше расчетной. 4 октября в Советском Сою­ зе в воздух поднялась раке­ та. На ее передней части был укреплен металлический шар диаметром 58 сантиметров и весом 83,6 килограмма с гер­ метичной оболочкой из алюми­ ниевого сплава. Это был ис­ кусственный спутник Земли. К нему на шарнирах были при­ креплены четыре стержня дли­ ной от 2,4 до 2,9 метра— ан­ тенны радиопередатчиков. Во время подъёма антенны были прижаты к корпусу ракеты. Спутник во время взлета был закрыт металлическим защит­ ным конусом, который, улуч­ шая обтекание ракеты возду­ хом, уменьшал сопротивление движению. Сначала, при отрыве от Зем­ ли, ракета поднималась верти­ кально. Через некоторое время после старта специальное ав­ томатическое устройство вну­ три ракеты начало отклонять ось ракеты от вертикали, по заранее рассчитанному зако­ ну. Когда было сожжено все топливо, ракета-носитель бы­ ла на высоте нескольких сот километров и перемещалась параллельно земной поверхно­ сти со скоростью примерно 8 километров в секунду. В этот момент был сброшен защитный конус и спутник,расправив свои антенны-щупальца, отделился от ракеты. Но ракета и конус тоже уже имели скорость 8 к и ­ лометров в секунду и тоже на длительное время превратились в спутников Земли. 2. Внутри корпуса спутника размещены приборы и два ра­ диопередатчика с аккумулято­ рами. Специальные вентилято­ ры перемешивают газообраз­ ный азот, накаченный внутрь корпуса. Таким образом, отво­ дится тепло, выделяемое ра­ диолампами и другими прибо­ рами. На Земле нам не нужны для охлаждения специальные вен­ тиляторы. Здесь нагретый воз­ дух, к а к более легкий, вытес­ няется более тяжелым— холод­ ным воздухом. Так происходит теплообмен. Но на спутнике нет веса. Центробежные силы, которые уравновешивают силу притяжения к Земле всего спутника,уравновешивают и вес каждой его детали и каждой частицы газа. Поэтому нагре­ тый газ на спутнике уже не вытесняется холодным, и для охлаждения требуется прину­ дительное перемешивание. Если бы Земля была одно­ родным шаром и не было бы сопротивления атмосферы дви­ жению спутника, то его тра­ ектория представляла бы со­ бой точную геометрическую кривую линию, называемую эллипсом. Посмотрев со сторо­ ны на земной шар, мы увиде­ ли бы, что спутник в простран­ стве перемещается вокруг Зем­ ли по одной и той же линии, а Земля, совершая свое су­ точное вращение, прокручива­ ется в орбите спутника, ка к в кольце. Таким образом, под орбитой все время оказывают­ ся различные участки земной поверхности. Если бы орбита проходила через полюса, то таким обра­ зом спутник побывал бы над всеми местами земного шара. Однако такую орбиту создать гораздо труднее, чем орбиту, например, все время проходя­ щую над экватором Земли. При запуске спутник по экватору на восток, ракета уже на Зем­ ле имела бы скорость суточ­ ного вращения Земли 460 мет­ ров в секунду. Чтобы исполь­ зовать эту скорость и облег­ чить запуск, американские уче­ ные предполагали запустить спутник всего под 40° к эква­ тору. Наш первый советский спутник перемещается под у г ­ лом 65° к экватору, проходя над всеми областями Земли почти от Северного до Южно­ го полярного круга. Такая ор­ бита представляет больший ин­ терес для научных исследова­ ний. Однако Земля не является точным шаром, а представля­ ет собой сфероид, сплюснутый у полюсов. Этот факт, а та к­ же неоднородное распределе­ ние масс внутри Земли вызы­ вают некоторое отличие тра­ ектории спутника от точного эллипса. Большой интерес для науки представляет возможность по измерению фактического дви­ жения спутника более точно определить величину сплющен­ ности земного шара и эти не­ однородности. Еще заранее можно было предсказать и фак­ тически сейчас подтвердилось, что из-за сплющенности зем­ ного шара плоскость орбиты спутника все время поворачи­ вается на запад на 3— 4° в сутки. На высоте в 200 километров плотность воздуха в милли­ ард раз меньше, чем у поверх­ ности Земли. На высоте в 500 километров она еще в 1.000 раз уменьшается по сравнению с плотностью на высоте в 200 километров. Однако эта, каза ­ лось бы ничтожная, плотность будет все же оказывать сопро­ тивление движению тела. В результате сопротивления спут­ ник будет тормозиться и при­ ближаться к поверхности Зем­ ли, переходя на все более ко­ роткие орбиты. При этом наи­ более удаленная точка орби­ ты -а п о ге й будет скорее сни­ жаться, чем наиболее близкая. Таким образом, в результате сопротивления воздуха форма орбиты будет с течением вре­ мени приближаться к окруж ­ ности. Влияние сопротивления будет тем больше, чем боль­ ше отношение веса тела к пло­ щади его поперечного сечения. Поэтому сравнительно большая ракета, которая оказалась вто­ рым спутником, испытывает большее сопротивление, чем маленький и относительно тя­ желый шар. Это приводит к тому, что ракета раньше пере­ ходит на более низкие и ко ­ роткие орбиты и обгоняет спут­ ник. В силу же этого ракета должна и раньше попасть в плотные слои атмосферы, где она уже не сможет совершить и одного оборота. Сколько времени будет жить спутник, сказать сейчас труд­ но, так к а к еще не известна точно плотность атмосферы на больших высотах. Однако мож­ но ожидать, что первый спут­ ни к сможет обращаться в те­ чение нескольких месяцев, а возможно, и больше года. Пос­ ле этого он, так же к а к и ра­ кета, упадет в плотные слои воздуха, где, очевидно, сгорит от сильного аэродинамическо­ го нагрева. Фиксируя сейчас фактиче­ скую траекторию спутника, можно по ее изменению опре­ делить плотность воздуха, и для последующих' спутников траектория и время их жизни могут быть предсказаны зара­ нее. За движением спутника сле­ дят радиолокаторы. Положе­ ние спутника определяют та к­ же по радиосигналам, посыла­ емым его радиопередатчиками (пока не будет израсходован за­ пас энергии в аккумуляторах). Кроме того, ведутся визуаль­ ные наблюдения с помощью астрономических трубок. На спутнике установлены специальные приборы, которые фиксируют процессы, происхо­ дящие на нем (изменение тем­ пературы и другие). Показа­ ния приборов преобразуются в специальные электрические импульсы, которые поступают на радиопередатчики спутни­ ка . По изменению промежут­ ков между радиосигналами можно узнать об измеряемых величинах. Первый советский спутник сравнительно небольшой. Од­ нако если вспомнить, что в США предполагалось запу­ стить искусственный спутник всего лишь в 10 килограммов и этого до сих пор не смогли осуществить, можно еще луч­ ше оценить выдающееся до­ стижение советских инжене­ ров и ученых. Кроме того, в течение Международного гео­ физического года в Советском Союзе предполагается создать' еще ряд искусственных спут­ ников, больших по размеру и весу. При помощи этих спут­ ников будет проводиться це­ лый комплекс геофизических исследований. Будут опреде­ ляться свойства ионосферы на различных высотах, степень поглощения атмосферой раз­ личных участков солнечного излучения, электрическое и электромагнитное поля Земли. Огромные возможности дает спутник для изучения косми­ ческих лучей, для выяснения распределения их потоков по составу частиц и интенсивно­ сти на различных широтах земного шара. Ежедневно из межпланетно­ го пространства к Земле летят десятки, а возможно, и сотни тонн метеорного вещества, твердых каменных и желез­ ных частичек. Спутники поз­ волят уточнить величину об­ щего потока этих частиц, а также их распределение по скоростям движения и массам. С помощью спутника можно будет изучить результаты столкновений с этими части­ цами. 4с * 4с Запуск искусственного спут­ ника Земли 4 октября являет­ ся первым этапом в осущест­ влении межпланетных полетов. Достигнуты первые космиче­ ские скорости. Поднимаясь до высот в 900 километров от по­ верхности Земли, спутни к по­ падает в условия межпланет­ ного пространства. Изучение физических условий в этих об­ ластях позволит оценить воз­ можность полета человека за пределы атмосферы. Уже сейчас, после запуска спутника, представляется со­ вершенно реальным создание в ближайшие годы ракет, ос­ нащенных приборами, которые смогут облететь Луну и, вер­ нувшись к Земле, передать нам много неизвестных до сих пор физических данных о строении ее поверхности. М . Л и д о в . З а м . р е д а к т о р а В. К . Б у р д у ки н . Адрес редакции: рабочий поселок Данков, Липецкой области, улица Карла Маркса, 7. Телефоны редакции: редактора— 54, общий— 51. Данковская типография, Заказ 828. ' ~ Тираж 2.400,