Искусственный спутник земли

Астрономические наблюдения. Одной из старейших наук на земле является астрономия. Давным-давно человечеству известны многие созвездия, звезды, планеты. После изобретения Галлилеем телескопа знания наши в этой области значительно расширились. Сейчас во многих странах мира имеются весьма совершенные телескопы, благодаря которым был открыт ряд звезд и достигнут большой прогресс в различных областях астрономии. Но если атмосфера является надежной защитой от метеоритов или вредных излучений, то для астрономов она является, к сожалению, значительной помехой в изучении небесных тел. Такие свойства атмосферы, как рассеивание света, дрожание неравномерно нагретых слоев, или то обстоятельство, что она плохо пропускает инфракрасные, ультрафиолетовые и другие лучи, очень мешает работе астрономов. Даже самые совершенные телескопы с этими помехами справиться не могут.

Имеется только один путь избавиться от этих помех — вынесение телескопов за пределы атмосферы. А это опять-таки может быть осуществлено только с помощью ИСЗ. Даже на первых необитаемых спутниках проектируются некоторые астрономические средства наблюдения, которые будут работать автоматически, а результаты этих наблюдений, записанные на специальную пленку, будут помещаться в кассету, которая весьма сложным способом будет доставляться на Землю.

Изучение верхних слоев атмосферы. Громадный интерес для науки представляет изучение многообразных физических явлений, протекающих в верхних слоях атмосферы. Сюда относится измерение энергии солнечных и ультрафиолетовых лучей, а также интенсивности космических лучей в зависимости от широты. Необходимо будет уточнить наши сведения об открытых недавно так называемых мягких рентгеновских лучах, концентрирующихся в областях полярных сияний.

Можно будет определить плотность атомов и ионов водорода в межпланетном пространстве. Наконец, будут проведены наблюдения за кольцевыми электрическими токами, которые существуют вокруг Земли.

Будут произведены также исследования и в других областях, как, например:

— определение температуры и давления путем наблюдений за распространением взрывов гранат, выпускаемых с ИСЗ через определенные интервалы времени и наблюдаемых с различных пунктов земной поверхности;

— определение масс ионов спектрометрами специальной конструкции;

— исследование проводимости ионосферы;

— исследование относительной концентрации электронов и положительных ионов вдоль орбиты спутника;

— измерение фотоэлектрическими фотометрами световой энергии с целью изучения относительной интенсивности некоторых спектральных линий молекулярного кислорода и высоты ночного свечения воздуха.

Все эти исследования будут проводиться или уже проводятся в верхних слоях атмосферы с помощью высотных исследовательских ракет различных конструкций.

Во многих местах земного шара — в Европе, Америке, в Гренландии, в центре Тихого океана, у экватора и на территории нашей Родины — неоднократно поднимались ракеты с автоматическими приборами, достигшие высоты в сотни километров. Они производили фотографирование поверхности Земли (см. фото Земли, выполненное с высоты 162 км, рис. 2) и различные научные наблюдения и исследования.

Рис. 2. Фотография поверхности Земли, выполненная с высоты 162 км

Слева — фотография района, лежащего по направлению на юго-запад от места съемки. Отчетливо видны Калифорнийский залив и полуостров Калифорния. Линия горизонта находится на расстоянии 1500 км к западу. Снимок охватывает часть территории США и Мексики площадью в 5,18∙10⁵ км² (из книги С. К. Митра «Верхняя атмосфера»)

Справа — схематическая карта территории, изображенной на снимке. Пунктирные черные прямые — примерные границы сфотографированной области

Применение же ИСЗ для решения перечисленных исследований дает возможность произвести их в несоизмеримо больших масштабах, чем это можно было сделать с помощью ракет, и на более широкой основе.

Глубокие исследования ионосферы, ее электрических и магнитных явлений, полярных сияний и пр. дадут возможность уточнить теории этих явлений. На базе этих теорий будут созданы различные приборы и устройства искусственных спутников Земли, а в дальнейшем и межпланетных кораблей. Задачи изучения верхних слоев атмосферы в значительном своем большинстве определяются проблемами межпланетных сообщений.

Многие из перечисленных выше явлений вообще не могут наблюдаться с Земли, с воздушных шаров и аэростатов и даже с помощью высотных ракет. Правда, уже сейчас с помощью высотных ракет ученым удалось частично проникнуть в верхние слои ионосферы. В результате были построены таблицы, показывающие изменение с высотой плотности, температуры, давления атмосферы, проницаемость ее для различных длин электромагнитных волн; построены кривые электронной и ионной плотности, обнаружены токонесущие слои, появляющиеся во время максимального изменения магнитного поля Земли.