Радиоисследования планет с космических аппаратов

Н. Н. КРУПЕНИО , кандидат физико-математических наук РАДИОИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАНЕТ С КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

ВВЕДЕНИЕ

Полет советской станции «Луна-1» к нашему естественному спутнику в январе 1959 г. ознаменовал собой начало нового этапа исследования Луны и планет Солнечной системы. Впервые ученым представилась возможность изучения Луны со столь близкого расстояния и стала очевидной реальность исследований планет Солнечной системы в непосредственной близости от этих небесных тел.

За прошедшие двадцать лет космической эры было разработано и осуществлено много космических экспериментов по изучению Луны и планет с помощью автоматических межпланетных станций (АМС). Научная аппаратура АМС с успехом передавала на Землю данные из ближайших окрестностей Луны, Марса, Венеры, Юпитера и Меркурия. Научные приборы доставлялись и успешно работали на поверхности Луны, Венеры и Марса. Большой комплекс научных задач был решен с помощью искусственных спутников Луны, Марса и Венеры.

Огромную роль в исследовании Луны и планет с применением аппаратуры АМС играют радиофизические методы. Они позволяют получить информацию о высотной зависимости температуры и давления в атмосфере, о концентрации электронов в ионосфере планеты, данные о рельефе поверхности (с разным пространственным разрешением), о диэлектрической проницаемости, плотности и тепловом режиме грунта. Причем такие параметры, как высотные зависимости давления в атмосфере и концентраций электронов в ионосфере, а также данные о рельефе поверхности с разрешением до нескольких метров и информация о диэлектрической проницаемости и тепловом режиме поверхностного слоя, можно определить только с помощью радиофизических методов.

Для проведения радиофизических измерений используется как служебная радиотехническая аппаратура АМС, так и специально разработанная для подобных экспериментов.

Впервые радиофизический метод исследования был применен во время пролета американской АМС «Маринер-2» вблизи Венеры в 1962 г. Интересно, что полученные тогда данные о радиоизлучении планеты удалось «расшифровать» лишь спустя 14 лет, когда стали известны параметры атмосферы Венеры, включая ее химический состав.

В июле 1965 г. во время пролета около Марса американской АМС «Маринер-4» с использованием радиофизических методов были определены высотные распределения температуры и давления в атмосфере этой планеты.

Значительный прогресс в использовании радиофизических методов исследования был достигнут при получении возможности проводить измерения с помощью АМС, находящихся вблизи и непосредственно на поверхности другого небесного тела. Это стало возможным, когда советская станция «Луна-9» впервые в мире осуществила мягкую посадку на поверхности Луны, в районе Океана Бурь. В числе научных экспериментов, входивших в программу этой АМС, был и радиофизический.

Автоматическая станция «Луна-9» была создана большим коллективом инженеров и конструкторов, который возглавлял член-корреспондент АН СССР Г. Н. Бабакин. Под руководством этого замечательного конструктора были впоследствии разработаны многие станции серии «Луна», «Венера» и «Марс», в частности первые искусственные спутники Луны, станции, доставившие на поверхность нашего естественного спутника самоходные аппараты «Луноход», а также обеспечившие возвращение на Землю контейнеров с образцами лунного грунта. При непосредственном участии Г. Н. Бабакина составлялась и научная программа исследований Луны и планет с помощью космических аппаратов. Он во многом способствовал развитию радиофизических методов исследований Луны и планет с космических аппаратов, был инициатором использования штатной радиоаппаратуры АМС для проведения научных измерений.

После первых успешных космических экспериментов по радиофизическому исследованию небесных тел осуществлен ряд других, позволивших получить ценную информацию о Луне, Марсе, Венере, Юпитере, Меркурии, включая данные о температуре и плотности поверхностного слоя, о рельефе поверхности, температурном режиме подоблачной атмосферы планет и т. д.

В данной брошюре будет рассказано о методах, применяемых при проведении космических радиофизических измерений, о полученных результатах исследований Луны и планет Солнечной системы с помощью радиофизических приборов, установленных на космических аппаратах. Будет рассказано о дальнейших перспективах исследований Солнечной системы данными методами. При этом не будут затрагиваться проблемы радиофизических исследований Земли и Солнца. Поскольку Солнце как небесное тело имеет особую специфику проявления радиофизических характеристик, а дистанционные исследования из космоса Земли настолько обширны, что требуют отдельного рассмотрения (хотя методы дистанционного изучения Земли и планет имеют много общего).

ОСНОВНАЯ МЕТОДОЛОГИЯ РАДИОФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ