Искусственный спутник земли

Учитывая то, что для фотографических наблюдений не надо, чтобы ИСЗ находился на орбите очень долгое время, председатель правительственной технической группы по созданию ИСЗ в США Р. Портер предложил проект спутника, предусматривающий возвращение на Землю небольшого патрона с экспонированной пленкой. ИСЗ Ричарда Портера представляет собой шар с общим весом 9,5 кг. Этот шар Ричард Портер предполагает присоединить к тормозной ракете (рис. 65), встроенной соплом вперед в третью ступень ракеты-носителя, несущей спутник на орбиту.

Рис. 65. Ракета с воздушным торможением:

1 — ракета третьей ступени; 2 — поддерживающее устройство; 3 — тормозная ракета; 4 — газобаллон для наполнения шара и отделения его; 5 — шар из нержавеющей стали; 6 — приборы (остаются с ракетой третьей ступени); 7 — радио и пленка

Третья ступень ракеты 1 для запуска ИСЗ после выхода ее за пределы атмосферы получит вращательное движение, дающее стабилизирующий эффект с помощью крошечных ракет, установленных на этой ступени.

После этого из третьей ступени ракеты, являющейся собственно спутником Земли, выдвинется на специальном поддерживающем устройстве 2 научное оборудование ИСЗ. Научное оборудование должно быть вне толстостенной ракеты, так как она вносит искажения в измерения и работу приборов; например, под действием космических лучей в стенках ракеты возникают ливни заряженных частиц, вследствие чего космические частицы нельзя наблюдать в чистом виде. Как видно из рисунка 65, искусственный спутник Портера, кроме приборов 6, радиоустановки и контейнера патрона под пленку 7, имеет еще сложенный (до ⅛ его объема) шар из нержавеющей стали 5, используемый в качестве парашюта, газобаллон 4 для наполнения шара после отделения его и тормозной ракеты. Этот спутник не имеет солнечной батареи, так как при небольшой длительности работы малогабаритные электрические батареи предпочтительнее солнечных преобразователей.

Возвращению на Землю подлежит небольшой патрон с экспонированной пленкой.

Радиостанция во время нахождения спутника на орбите сообщает на Землю данные о его положении в пространстве. Затем с Земли она принимает сигнал, по которому экспонированная пленка вводится в патрон. Сложенный шар вместе с патроном, миниатюрной радиостанцией и тормозной ракетой отделяется от третьей ступени ракеты-носителя ИСЗ. По сигналу с Земли тормозная ракета начинает действовать в точке В орбиты, отстоящей на 180° от места запуска А (рис. 66).

Рис. 66. Действие тормозной ракеты:

А — место запуска ИСЗ; Б — точка отделения шара с патроном, радиостанцией и тормозной ракетой от третьей ступени ракеты-носителя; В — начало действия тормозной ракеты

Это необходимо потому, что благодаря вращению вокруг продольной оси ракета сохранит положение этой оси в пространстве неизменным, и только через 180° от места запуска действие тормозной ракеты будет действительно тормозящим.

После прекращения действия тормозной ракеты в точке Б над местом запуска открывается клапан баллона с гелием, ранее сложенный шар раздувается, отделяется от тормозной ракеты и падает на Землю, неся только патрон с пленкой и крошечный радиопередатчик, дающий при спуске сигналы для облегчения нахождения места приземления.

По расчету Портера, этот шар диаметром 914 мм, сделанный из листовой нержавеющей стали толщиной 0,076 мм, с внутренним и внешним защитными слоями из политетрафторэтилена толщиной 0,02 мм, может доставить на Землю патрон с фотопленкой общим весом 227 г.

Тормозная ракета замедляет орбитальную скорость спутника с 7620 м/сек до 6096 м/сек. Пока шар не войдет в плотные слои атмосферы, падение его будет происходить по эллиптической траектории.

По мнению Портера, хотя шар и нагреется почти до 2000°, он не расплавится при вхождении в атмосферу благодаря:

1) своей аэродинамической неустойчивости, которая заставит его качаться, в связи с чем нагреваться будет около 50% поверхности шара;

2) защитному наружному покрытию.

Часть нагрева примет на себя патрон с пленкой, покрытый несколькими слоями политетрафторэтилена с кварцем. Это покрытие, испаряясь, не допустит чрезмерного нагревания патрона, которое может привести к порче пленки.

Если удастся избежать последствий этого сильного нагрева, то шар, как парашют, опустится на Землю с конечной скоростью 9 м/сек через 20 минут после ухода с орбиты.

Для более полного представления об этом проекте укажем, что общий вес спутника 9,5 кг распределяется так: ракета торможения — 5,4 кг, шар — 1,6 кг, конструкция спутника, радио, фотокамера, пленка, баллон с гелием для заполнения шара и пр. — 2,5 кг.