О чем рассказывает свет

Свет и телеуправление

Свет не только доставляет подробную информацию о состоянии области пролета космического корабля и внутри самого корабля. Он позволяет решить и проблему управления самим кораблем или же процессами, в нем происходящими. Эта особенность ярко проявилась при полете третьей советской космической ракеты, запущенной 4 октября 1959 года.

При запуске этой ракеты была поставлена задача сфотографировать обратную сторону Луны. Эта сторона Луны никогда не поворачивается к Земле и потому до сих пор была неизвестна людям. Последняя ступень посланной ракеты имела специально оборудованную автоматическую межпланетную станцию. Траектория полета станции была сложной; станция должна была облететь Луну «снизу вверх» и с того же направления (относительно места запуска) вернуться к Земле, проделав таким образом петлю вокруг Луны[4]. В этой книжке, посвященной свету, мы остановимся только на одной проблеме: на телеуправлении.

Прежде всего, задача состояла в том, чтобы при облете Луны с ее обратной стороны автоматическая межпланетная станция ориентировалась в пространстве: надо было, чтобы объективы ее фотоаппаратов повернулись к Луне в то время, когда станция находилась на линии Солнце — Луна. Эта ориентация достигалась двумя этапами. Сначала специальные солнечные датчики ориентировали станцию на Солнце. Система ориентации прекратила кувыркание станции, и в то время как солнечные датчики были направлены на Солнце, закрытые фотообъективы, находящиеся на противоположном конце контейнера, были направлены на Луну. Затем система ориентации на Солнце отключилась и специальная оптическая ориентация, реагирующая на лунный свет, уточнила наведение объективов на Луну. Этот момент был заранее выбран так, чтобы Земля в это время находилась в стороне от линии Солнце — Луна и отраженный от нее свет не мешал окончательному уточнению ориентации объективов на Луну.

После того как ориентация была окончательно уточнена и станция поднялась над противоположной стороной Луны настолько, что фотообъектив мог обозреть наибольшую ее площадь, с Земли по радио был дан приказ включить систему фотографирования.

Фотографирование длилось в течение сорока минут. Все это время система ориентации направляла фотообъективы на Луну. Затем, когда фотографирование было закончено, а изображения были автоматически проявлены и закреплены, и когда станция уже вновь приближалась к Земле, с Земли был послан новый приказ. По этому приказу начала работать телевизионная передача фотографий Луны на Землю, где она и фиксировалась.

В этой сложной, точно согласованной работе свет в широком смысле слова играл решающую роль. Свет питал энергией аппаратуру (солнечные батареи). Свет ориентировал станцию сначала по Солнцу, а затем по Луне (солнечные и лунные датчики системы ориентации). Свет, отраженный от противоположной стороны Луны, оказал химическое действие на зерна фотопленки, которое и было зафиксировано. Так был запечатлен образ Луны (фотографирование). С помощью света люди на Земле непрерывно получали информацию о местонахождении автоматической межпланетной станции и обо всем, что на ней и вокруг нее происходит. Наконец, с помощью света в надлежащий момент с Земли был отдан приказ произвести операцию фотографирования, а также приказ передать на землю полученные результаты. И эта передача происходила опять-таки с помощью света!

Точно так же с Земли отдавались приказы другим космическим кораблям, несшим на себе приборы, затем животных и, наконец, человека. Таковы, например, были приказы об изменении траектории полета кораблей и об их спуске на Землю в назначенном месте.

Познав закономерности света, научившись модулировать его параметры, человек научился с его помощью не только познавать природу, получать информацию о происходящих в ней процессах, но и управлять ими.

Освоение космоса и световые (фотонные) ракеты

В будущем свету, возможно, придется играть и еще одну роль — роль движителя (рабочего вещества) в ракете. Пока человек осваивает космос в пределах солнечной системы, он, по-видимому, может обойтись реактивными двигателями, в которых движителем служат продукты сгорания какого-либо вещества — топлива.

Сгорая в камере реактивного двигателя, топливо образует газы, которые с большой скоростью (несколько километров в секунду) вылетают из сопла и оказывают реактивное действие на дно сопла, приводя ракету в движение. Еще К. Э. Циолковский показал, что скорость ракеты в свободном пространстве пропорциональна скорости истечения из сопла продуктов сгорания. Поэтому перед химиками и конструкторами ставится задача найти такое топливо, продукты сгорания которого, при прочих равных условиях, имели бы максимальную скорость вылета. Для освоения межзвездных пространств обычно получаемые скорости все же недостаточны.

Судя по сведениям, опубликованным в печати, в научно-технических кругах ряда стран уже возникают идеи о возможном создании в будущем фотонной ракеты.