Советско-французское сотрудничество в космосе

Спутники «MAC» разрабатываются и изготавливаются французскими специалистами. А запуск и вывод их на орбиту осуществляются советской стороной. Впервые предложение о совместных работах по запуску спутников в рамках программы «MAC» обсуждалось на совещании специалистов обеих стран в 1967 г. Причем участники совещания исходили из того, что любой из спутников «MAC» может быть выведен на орбиту одновременно с одним из советских спутников (за счет резерва энергетики советской ракеты-носителя). Окончательная договоренность была достигнута в 1970 г. на совещании в Ереване, после чего конструкторы обеих стран приступили к реализации программы эксперимента.

В основе программы первого «MAC» лежал эксперимент по изучению поведения тонкослойных элементов солнечных батарей в условиях космоса.

На первом спутнике «MAC», который у французских исследователей получил еще дополнительное название «Селлюль солэр» («Солнечные элементы»), установлены тонкослойные сернисто-кадмиевые теллуро-кадмиевые батареи. Они на 20 % легче использовавшихся ранее, обладают более высоким коэффициентом полезного действия, экономически выгоднее.

На этом «MAC» были установлены и обычные кремниевые батареи для энергопитания спутника. Сравнение характеристик этих батарей с характеристиками экспериментальных источников энергии должно было позволить определить скорость износа различных элементов и их защитных покрытий.

Первый спутник «MAC» (масса 15,4 кг) имеет форму многогранника высотой 562 мм. На четырех из восьми рабочих граней спутника смонтированы испытываемые батареи, на других четырех — служебные батареи. Спутник также имеет бортовую телеметрическую систему для передачи на Землю информации в процессе проведения эксперимента.

Проверка и испытание изготовленного французскими специалистами спутника проводились сначала во Франции, с помощью стационарной и переносной аппаратуры. При этом искусственно создавались космический вакуум, солнечная радиация, температурные условия космоса. Затем спутник был доставлен в Москву, где группа советских и французских специалистов вновь по полной программе «проэкзаменовала» малый автономный спутник. И эта, и последующие проверки, уже на космодроме, показали, что спутник готов к космическому рейсу.

4 апреля 1972 г. с помощью одной советской ракеты-носителя на орбиту вокруг Земли были выведены спутник «Молния-1» и французский спутник «MAC». Орбита спутника «MAC» очень вытянута: апогей 39 260 км, перигей 480 км. При движении по такой орбите спутник проходит зоны с меняющимся уровнем радиации, и ученые могут оценить влияние различного воздействия радиации на работу солнечных батарей. Одновременно исследуется и другой фактор орбитального полета — резкое изменение температуры: двигаясь по орбите, спутник то нагревается солнечными лучами, то резко охлаждается, попадая в тень Земли.

Продолжительность активного функционирования спутника «MAC» была рассчитана на один год, однако спутник проработал дольше — до 13 июня 1973 г. В результате эксперимента получена ценная информация о функционировании испытываемых солнечных батарей за время работы спутника.

Основной задачей программы полета спутника «МАС-2» была проверка эффективности пассивной системы охлаждения. Дело в том, что для нормальной работы инфракрасных детекторов на метеорологических спутниках требуется достаточно низкая температура. Конечно, такое охлаждение можно сделать «принудительным», используя вспомогательную систему охлаждения. Но можно пойти по более рациональному пути: применить температурные условия самой космической среды, создав, таким образом, пассивную систему охлаждения.

Система была создана в виде «колодца» в теле спутника, на «дне» которого установлен инфракрасный детектор. Ось «колодца» совпадала с осью вращения спутника. Спутник «МАС-2», на котором испытывалась эта система, был запущен. 5 июня 1975 г. Пассивная система работала нормально до 15 ноября 1975 г. Затем началось резкое повышение температуры, и только после-20 марта 1976 г. система стала вновь достаточно охлажденной. Эти изменения обусловливались разной величиной угла между осью вращения спутника и направлением на Солнце (назовем его угол А). Во время полета он изменялся согласно графику на рис. 7. 15 ноября 1975 г. и 20 марта 1976 г. угол А равнялся 65°, а в промежутке между этими датами был меньше 65°. Если обратить внимание на график температуры в точке установки датчика (рис. 8), то можно увидеть, что между этими же датами температура резко возрастала. Таким образом, можно сделать вывод, что выбранная система охлаждения эффективна, если угол между осью вращения спутника, вдоль которой расположена данная система, и направлением на Солнце больше 65°.

Рис. 7. Изменение угла А во время полета спутника «МАС-2»