Искусственный спутник земли

Для пояснения обратимся к рис. 58. Пусть верхняя синусоида, изображенная на нем, представляет высокочастотные колебания, принятые одной антенной, нижняя — другой. Так как антенны разнесены, то эти колебания перед тем, как попасть в антенны, проходят разный путь. Поэтому между ними имеется какая-то разность фаз Ф (расстояние во времени между началами синусоид, обозначенных O-I и О-Ⅱ). Эту разность фаз мы можем измерить, но при этом мы не можем учесть разность в целое число периодов синусоиды, т. е. допускаем ошибку в n∙360°, где n — целое число.

Рис. 58. Верхняя синусоида представляет высокочастотные колебания, принятые одной антенной, нижняя — другой антенной (Ф — разность фаз синусоид)

Из-за этой ошибки для одной измеренной разности фаз получается как бы много направлений на объект (ИСЗ), т. е. имеет место многозначность отсчета.

Для устранения многозначности отсчета направления, т. е. для выбора действительного направления на передатчик ИСЗ из многих возможных, в системе пеленгации необходимо иметь дополнительно еще одну или две антенны, что и применено, например, в наземной пеленгационной станции системы «Минитрек». В таких устройствах для определения координат спутника используют две системы приемных антенн, расположенных взаимно перпендикулярно, как показано на рис. 59, — основные и вспомогательные.

Рис. 59. Расположение антенн для радиопеленгации ИСЗ.

A₁, A₂, A₄ и А₅ — основные антенны для точного измерения направления на ИСЗ в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях; А₃, A₆ и А₇ — вспомогательные антенны, исключающие многозначность измерения; α и β — углы, определяющие местоположения ИСЗ

На этом рисунке основные антенны A₁ и А₂ разнесены в направлении запад — восток и служат для точного измерения направления на спутник — угол (α) в плоскости, проходящей через спутник и эти антенны. Вспомогательная антенна А₃ исключает многозначность этого измерения.

Антенны A₄, A₅, A₆ и A₇ разнесены в направлении север — юг, причем основные антенны А₄ и A₅ применяются для точного измерения направления на спутник угол (β) в плоскости, проходящей через эти антенны и спутник. Две вспомогательные антенны А₆ и А₇ служат для исключения многозначности. Каждая из семи антенн выполнена в виде решетки размерами 1,5×15 м. Хотя при этой системе пеленгации требуются, как мы видим, громоздкие антенны и очень чувствительные приемники на Земле, но зато на спутнике необходим только простой и легкий передатчик.

Средства радиопеленгации позволяют следить за спутником в любое время суток и при любой погоде. Несмотря на помехи, вызываемые отражением сигналов, идущих от спутника, ионосферой, изучение данных радиопеленгации позволяет определить положение спутника на орбите с точностью до 30–40 угловых секунд, что будет вполне достаточно для решения многих задач, перечисленных в начале книги. Эту точность можно повысить при увеличении числа станций. Дополнительные данные могут быть получены также от радиолюбителей, которые активно вели наблюдение за ИСЗ.

В СССР подготовленные ДОСААФ радиолюбители сами сконструировали и построили необходимую для этой цели аппаратуру или приняли участие в наблюдениях за первыми в мире искусственными спутниками Земли, внесли ценный вклад в это важнейшее научное предприятие.

Широкое развитие радиолюбительского спорта в СССР обеспечило нам наличие многочисленных кадров радионаблюдателей, работа их была организована и координирована в секции Астронавтики Центрального аэроклуба СССР.

Научные станции, астрономы и радиолюбители вели наблюдения за первыми советскими искусственными спутниками Земли. В адрес «Москва — Спутник» шли сообщения от радиолюбителей и астрономов.

Радионаблюдения за спутником показали, что мощность радиостанции спутника обеспечивала уверенный прием его на частоте 20 мегагерц в любое время суток на обычные приемники. Чувствительные приемники следили за сигналами спутника в течение 30–40 минут.

Уже сейчас можно заявить, что полученные научными станциями, астрономами и радиолюбителями данные имеют большую научную ценность. Измерения параметров движения спутников позволили точно вычислить основные элементы их орбиты и рассчитать движение спутников на много суток вперед.

Аппаратура искусственных спутников Земли функционировала нормально.

Глава Ⅶ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЖИЗНЕННЫХ УСЛОВИЙ НА ИСЗ [38]