Искусственный спутник земли

Недавно в США была изготовлена модель типового автоматизированного неуправляемого спутника (рис. 33). Она представляет собою шар диаметром 410 мм и весит 11,5 кг. Корпус модели сделан из прозрачной пластмассы для того, чтобы можно было судить о приборах, расположенных внутри. Эти приборы изготовляются промышленностью и по характеру действия относятся или к приборам наблюдения за отдельными физическими явлениями в космосе, или к аппаратуре, поддерживающей связь с землей и передающей полученные сигналы.

Рис. 33. Модель автоматизированного неуправляемого спутника Земли с приборами, размещенными в нем

Этот спутник представляет собою по существу один из упрощенных вариантов проекта профессора Сингера и поэтому может явиться иллюстрацией, дополняющей описание, приведенное выше.

Все приборы, находящиеся на ИСЗ, должны удовлетворять уже известным нам требованиям в отношении веса, компактности и минимального потребления электроэнергии. На них также не должны воздействовать значительные ускорения, возникающие при запуске ИСЗ. Они не должны быть чувствительными к возможному вращению спутника около его центра инерции во время полета по орбите, которое может возникнуть под действием возмущающих сил.

Нужно сказать, что об этих возмущающих внешних силах известно очень мало. Однако мы уже упоминали о том, что имеются сведения о существовании в ионосфере весьма сильных вихрей и мощных потоков метеоритной пыли, с которыми нельзя не считаться.

В этой связи нам придется остановиться на геометрической форме искусственного спутника. Наиболее распространенной и удобной сейчас признается шарообразная форма. Шар имеет всегда одинаковую поверхность сопротивления. Это обстоятельство является важным для ученых, которые будут измерять сопротивление воздуха движению ИСЗ, что необходимо для получения данных о плотности атмосферы на больших высотах. Шарообразная форма более удобна и в том отношении, что ИСЗ такой формы будет иметь гораздо меньшую тенденцию к опрокидыванию, чем, например, спутник цилиндрической или сигарообразной формы. Однако недостатком шара является то, что в нем труднее разместить приборы и оборудование, чем на спутниках другой формы.

Размещение приборов внутри спутника должно производиться в определенном порядке, для того чтобы получить нужное распределение весов внутри его объема и обеспечить строго определенное положение центра тяжести спутника. Эта работа, называемая балансировкой, является весьма сложной и должна осуществляться с очень большой точностью.

Что касается веса и размеров ИСЗ, то можно сказать, что их вес зависит в основном от возможностей ракеты-носителя, а размеры спутника — от размеров третьей ступени этой ракеты. Считают, что ИСЗ, отделяющийся от последней ступени, не обязательно должен быть заключен внутри самой ракеты. Он может в некоторых случаях находиться в углублении носовой части ракеты. В этом случае диаметр ИСЗ может превосходить диаметр носителя, но не очень сильно, так как это может привести к изменению баллистических характеристик самой ракеты и к значительному увеличению сопротивления воздуха.

Полагают, что в некоторых случаях будет выгодно применить специальный обтекаемый колпак (защитный конус), который будет надеваться на ИСЗ на время его полета в ракете. После выхода на орбиту колпак (защитный конус) будет отбрасываться, а ИСЗ вытолкнут из специального гнезда в носовой части ракеты с помощью сжатого воздуха или пружиной (рис. 34–35). Первый советский искусственный спутник Земли был закрыт таким защитным конусом. В тот момент, когда двигатель последней ступени закончил свою работу, защитный конус был сброшен, спутник отделился от ракеты и начал двигаться самостоятельно. На первых порах шарообразный спутник, ракета-носитель и защитный конус двигались на небольшом расстоянии друг от друга, а затем разошлись. Объясняется это небольшим различием в их скорости и главным образом тем, что все три тела испытывали различное торможение в верхних слоях атмосферы.

Рис. 34–35. Слева на рисунке изображена многоступенчатая ракета весом в 200 т для запуска искусственного спутника Земли: