Маленькие рассказы о большом космосе

Потом солнечные оптические датчики подали сигнал для разворота всей АМС нижним днищем по направлению к Солнцу, и Луна оказалась перед объективами фотоаппаратов. Специальное устройство — своеобразный «видоискатель» — уточнило наводку и разрешило автоматическое фотографирование. Гироскопические датчики фиксировали положение станции, а блок логических электронных устройств и управляющих двигателей осуществлял точное выполнение всех команд автоматов. Как только фотографирование закончилось, система ориентации была автоматически выключена.

Создать надежную систему ориентации космического корабля очень трудно. Маятниковые устройства, например, в условиях невесомости непригодны. На Земле они надежно указывают направление местной вертикали. Но маятник, подвешенный на корабле-спутнике в произвольном положении, так и останется в этом положении и не укажет направления к центру Земли. Ненадежны и обычные гироскопы. При продолжительной работе они «уходят», то есть отклоняются от первоначально заданного направления.

Особенно ответственный момент — включение тормозной двигательной установки при возвращении корабля-спутника на Землю. Малейшая неточность в выполнении расчетной программы — и спутник или начнет снижаться чересчур круто, а значит, будет чересчур высок нагрев его корпуса в плотных слоях атмосферы, или же вместо снижения он поднимается на более высокую орбиту, а запас топлива для торможения будет израсходован. Чтобы этого не случилось, автоматика должна обеспечить точную ориентацию корабля.

В полетах советских космонавтов одна из осей корабля-спутника ориентировалась на Солнце. Сигналы оптических и гироскопических датчиков преобразовывались в электронном блоке в команды системе управления. Корабль автоматически разворачивался и удерживался в нужном положении с большей точностью. Включение системы ориентации и тормозной двигательной установки производилось по сигналам электронным программным устройством.

В кабине космонавта находится удивительный прибор — небольшой глобус. На нем космонавт видит в любое время положение корабля относительно Земли. Он также необходим и для выбора момента включения тормозного двигателя с целью посадки в заданном районе в случае применения для спуска на Землю ручной системы управления.

В общем не заблудится!

Волчок знает дорогу

На Земле, чтобы не заблудиться, нужно выяснить, где север или юг. А вот в Космосе нужно еще знать, где «верх» и «низ». Ведь там нет силы тяжести, и, летая вниз головой, вы даже этого не почувствуете.

Космические расстояния огромны. «Попасть» в планету ракетой так же трудно, как из ружья — в горошину с километрового расстояния. В полете необходимо очень точно ориентировать корабль, например двигателями или антеннами к Солнцу.

На помощь приходят чувствительные гироскопические приборы. Сердце им заменяет быстро вращающийся маховичок в кардановом подвесе. Кардан устроен так, что корпус прибора можно поворачивать как угодно, не влияя на маховичок. Быстро вращаясь, он обладает одним замечательным свойством: ось вращения его стремится сохранить постоянное положение в пространстве. Нечто подобное происходит с детской юлой: попробуй свали ее, когда она вращается! Вращающийся волчок строптив: он активно сопротивляется резким толчкам, поворачивающим ось.

Гироскопы-волчки бывают весом от нескольких граммов до нескольких тонн (например, для устранения качки кораблей). Есть и естественные волчки — земной шар и… электрон!

Космонавту трудно управлять ракетой при больших скоростях. Как и летчику, если на помощь не приходит автопилот. Это сложный прибор, чутко отзывающийся на всякое отклонение от заданного направления полета. Воздушная яма — и самолет пошел вниз либо уклонился в сторону. «Органы чувств» автопилота немедленно заметят это и пошлют сигналы-команды рулям. Рули отклоняются, и машина возвратится в прежнее положение. Автопилот освобождает летчика от необходимости непрерывно следить за курсом и высотой, а механизм — от нагрузок при ручном управлении.

Один из основных гироскопических приборов — гирокомпас. Он состоит из гироскопа, ось которого благодаря особым устройствам остается параллельной географическому меридиану Земли. Стрелка связана с подвесом гироскопа. Следя за нею, летчик ведет машину по заданному курсу. Гирокомпас можно ориентировать, например, относительно Солнца.

Гироскопы — очень точные приборы. Так, гироскоп, плавающий в жидкости на поплавке, может определить угловую скорость, с какой Земля вращается вокруг Солнца.

Массивный вращающийся маховик-гироскоп обладает и еще одним качеством: разогнанный до очень больших оборотов, он может служить аккумулятором энергии.

7,9. 11,2. 16,6