Главная · Статьи · Форум Август 23 2019 07:56:25
Навигация
Главная
Астрономия, ее история и задачи
Возникновение, возраст Вселенной
Галактики Вселенной
Солнечная система
Исследование космоса. Телескопы
Исследование космоса. Спутники
Первый человек в космосе
Интересные астрономические факты
Статьи
Форум
Обратная связь
Фото галерея
Поиск
Сейчас на сайте
Гостей: 1
На сайте нет зарегистрированных пользователей

Пользователей: 2
Посетитель: baipuyuada

Исследование космоса. Спутники

Понятие исследование космоса означает экспериментальное исследование и практическое использование пространства за пределами земной атмосферы при помощи пилотируемых космических кораблей, искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций. В понятие космических исследований входит исследование околоземного пространства, других тел Солнечной системы и межпланетного пространства, звезд и других явлений за пределами Солнечной системы, а также поиски внеземных форм жизни.

Исследования проводятся либо прямым методом – с использованием автоматических или пилотируемых космических летательных аппаратов, посылаемых в исследуемые области, либо путем дистанционных наблюдений с использованием орбитальных телескопов и других приборов. Поскольку такие исследования требуют огромных затрат, они финансируются в конечном счете государством.

В начале 1950-х годов в США возник интерес к космическим исследованиям. В значительной мере это произошло под влиянием научно-популярных изданий А.Кларка, В. фон Брауна, У.Ли, а также живописи Ч.Боунстелла.

Началом космической эры считается открытие Международного геофизического года, проходившего с июля 1957 по декабрь 1958 г., по программе которого сотни ученых всего мира проводили координированные исследования верхних слоев атмосферы. Две сверхдержавы объявили, что их программы МГГ предусматривают запуск искусственных спутников Земли для исследования околоземного космического пространства.

Первый искусственный спутник Земли - Спутник-1 был запущен Советским Союзом 4 октября 1957. Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там», впоследствии называвшегося космодром Байконур, посредством ракеты-носителя «Спутник» (Р-7).

Корпус спутника состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Внешне спутник выглядел как сфера, диаметром полметра, с четырьмя антеннами. На нём были установлены 2 радиопередатчика с источниками питания.

Запуск первого искуственного спутника, осуществленным в СССР 4 октября 1957 г. ознаменовал подлинное начало космической эры человечества, а дата запуска спутника в России отмечается как памятный день Космических войск.

В честь этого события в 1964 году в Москве на проспекте Мира, возле станции метро ВДНХ был сооружен 99-метровый обелиск «Покорителям космоса» в виде взлетающей ракеты, оставляющей за собой огненный шлейф. В день 50-летия запуска ПС-1, 4 октября 2007 года в городе Королёве открылся памятник первому искусственному спутнику Земли.

Над созданием искусственного спутника Земли во главе с основоположником практической космонавтики С. П. Королёвым работали ученые М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко, В. И. Лапко, Б. С. Чекунов и многие другие ученые.

Первый американский спутник «Вэнгард-1» вместе с ракетой-носителем («Викинг – Аэроби-Хай») взорвался на стартовой площадке. Успешным был дублирующий проект Редстоунского арсенала и Лаборатории реактивного движения. 31 января 1958 ракета «Юпитер-С» вывела на орбиту спутник «Эксплорер-1». Это было осуществлено командой Вернера фон Брауна, которому не давали разрешения на запуск первого американского спутника по политическим причинам. Лишь после аварии «Авангарда» началась всерьёз подготовка к «Эксплореру».

Для запуска была создана форсированная версия баллистической ракеты Редстоун, отличавшейся от прототипа удлинёнными баками и форсированным двигателем, использовавшим вместо этилового спирта гидин (Hydyne), представлявший собой смесь 40 % этилового спирта и 60 % гидразина (N2H4).

Для достижения орбитальной скорости использовалась связка из 11 твердотопливных ракет «Сержант», которые были, фактически, неуправляемыми реактивными снарядами с примерно 20 кг твердого смесевого топлива каждый.

Отработавшие двигатели 2-й и 3-й ступеней последовательно сбрасывались, но от 4-й ступени спутник не отделялся. Поэтому в различных источниках приводятся массы спутника, как с учётом пустой массы последней ступени, так и без неё. Без учёта этой ступени масса спутника была ровно в 10 раз меньше массы первого советского ИСЗ — 8,3 кг, из них масса аппаратуры 4,5 кг. Тем не менее, в состав её входили счётчик Гейгера и датчик метеорных частиц.

В США в конце 1957 г. - начале 1958 г. были проведены слушания Конгресса для выяснения причин, по которым СССР оказался первой страной, запустившей искусственный спутник Земли (ИСЗ). В связи с этими слушаниями президент Эйзенхауэр предложил изъять из компетенции вооруженных сил США космические программы невоенного характера и создать на основе национального консультативного комитета аэронавтики (образованного в 1918 г.) новую организацию - Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Деятельность НАСА официально началась 1 октября 1958 года.

Первый полет человека в космос, осуществленный СССР обязал США, во главе с президентом Дж.Кеннеди ответить на этот вызов в космической гонке. В конце мая 1961 г. президент США выдвинул предложение на Когрессе об экспедиции на Луну в рамках программы "Аполлон".
В середине 1960-х годов "лунная гонка" достигла апогея. В это время были спроектированы и построены космические корабли "Аполлон" и ракета-носитель "Сатурн-5", основным назначением которых была доставка астронавтов на Луну.

Осуществление программы "Аполлон" ознаменовалось кульминационным моментом - полетом "Аполлона-11" в июле 1969 г.; именно тогда первые люди-Нейл Армстронг (род. 1930) и Эдвин Олдрин (род. 1930) -ступили на поверхность Луны.

Программы "Аполлон" и полеты по этой программе были завершены в конце 1960-х - начале 1970-х годов. В связи с тем что начали преобладать национальные экономические интересы, амбициозные планы НАСА по дальнейшему исследованию космоса (в которых предусматривались, в частности, создание большой космической станции и экспедиция с высадкой на Марсе) были урезаны до многоразового воздушно-космического транспортного корабля "Шаттл", совершившего первый полет в 1981 г., и серии АМС для исследования планет, в частности "Викингов", запущенных в 1975 г. и имевших целью обнаружить признаки жизни на Марсе, и "Вояджеров", запущенных в 1977 г. и предназначенных для исследования внешних планет Солнечной системы, их спутников и колец.

К началу 1950-х годов ракеты, несущие на борту научную аппаратуру, доказали свою полезность для изучения верхней атмосферы и, так называемого "ближнего космоса". При этом стало очевидным, что те же задачи намного эффективнее решал бы искуственный спутник Земли. Летательный аппарат с установленной на нем научной аппаратурой, выведенный с помощью ракеты на устойчивую орбиту вокруг Земли, должен вести себя подобно естественным космическим телам, если, конечно он находится за пределами тормозящей его атмосферы.

Первые космические зонды, запущенные на Луну, также были советскими. В январе 1959 г. близ Луны прошла "Луна-1". В течение того же года были запущены еще две автоматические станции. Одна из них совершила жесткую посадку на Луну, а другая облетела ее и передала на Землю фотографии обратной стороны Луны.

В начале 1960-х годов были созданы спутники Земли, способные передавать высококачественные фотографии земной поверхности и другую разнообразную информацию. Их использовали и для целей связи. В 1962 г. был запущен спутник "Телстар" -первый активный телевизионный космический ретранслятор.

Первым аппаратом, совершившим успешный полет к другим планетам был "Маринер-2" (США), пролетевший в 1962 г. близ Венеры. В 1965 г."Маринер-4" долетел до Марса, а в 1971 г. "Маринер-9" был выведен на низкую орбиту вокруг Марса и передал на Землю тысячи высококачественных фотографий его поверхности.
Эра автоматических космических зондов началась в 1962 г., когда американский аппарат "Маринер-2" прошел вблизи Венеры и передал информацию, которая подтвердила, что ее поверхность очень горяча. Было установлено также, что период вращения Венеры вокруг оси - длительный, около 243 земных суток, -больше, чем период обращения вокруг Солнца (224,7 суток), поэтому на Венере "сутки" длиннее года и календарь совершенно необычен.

В 1974 г. аппарат "Маринер-10" пролетел вблизи двух планет-Венеры и Меркурия. "Маринер-10" приблизился к Венере в феврале 1974 г. и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошел около Венеры - его основной целью была самая внутренняя планета - Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное.

Важный шаг был сделан в октябре 1975 г., когда два советских аппарата-"Венера-9" и "Венера-10"- соверштли управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, оставшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских ученых, даже не смотря на то, что и "Венера-9" и "Венера-10" вели передачу всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из-за слишком высоких температур и давления.

Оказалось, что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описанию советских ученых, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. Оказалось к тому же, что что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось, и все детали ландшафта были четкими. Температура на поверхности Венеры равнялась 485С, а давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, что слой облаков кончается на высоте около 30 км. Ниже находится область горячего едкого тумана.

"Пионер-10", первый космический аппарат, запущенный в марте 1972 г. к Юпитеру, достиг цели только в декабре 1973 г. Основной его задачей было изучение условий в окрестностях Юпитера и получение фотографий. Радиоизлучение с Юпитера (совершенно случайно обнаруженное в 1955 г. Б.Ф.Бэрком и В.Франклином, США) указало на существование очень сильного магнитного поля. Считалось, что у Юпитера должны быть зоны повышенной интенсивности космического излучения, подобные радиационным поясам Земли. Ученые опасались воздействия радиации Юпитера на приборы, установленные на корабле, особенно потому, что "Пионер-10" должен был пролететь над экваториальными районами Юпитера, где интенсивность радиации должна была бы быть наибольшей.

Аппаратура "Пионера-10" выдержала испытания излучением газового гиганта и работала отлично. Он прошел на расстоянии менее 132000 км от Юпитера и передал данные о магнитном поле , которое оказалось хотя и мощным, но иным по структуре, чем земное а также о зонах радиации. Приборы космического аппарата почти зашкаливались. Если "Пионер-10" подошел ближе, радиация совсем вывела бы их из строя. После встречи с Юпитером "Пионер-10" начал свое бесконечное путешествин в пространстве. Он покинул Солнечную систему в 1980-х годах.

Через год, в апреле 1973 г., был запущен "Пионер-11", который достиг окрестностей Юпитера в декабре 1974 г. На этот раз сближение с планетой происходило со стороны ее полюса; космический корабль сравнительно быстро прошел через экваториальные районы, успешно избежав опасного воздействия радиации. Полученные данные подтвердили результаты "Пионера-10". Затем, пройдя мимо Юпитера, "Пионер-11" вышел на другую орбиту для встречи с Сатурном в 1979 г. В 1975 г. "Пионер-11" прошел вблизи Сатурна.

Советский аппарат "Марс-3" в 1971 г., американские аппараты "Викинг-1" и "Викинг-2" в 1976 г. успешно совершили посадку на Марсе. Советский зонд "Марс-3" опустился к югу от Борозды Сирен в декабре 1971 г., но он передавал информацию только в течение 20 с после посадки, и узнать что-нибудь новое тогда не удалось.

Первый аппарат американцев вышел на орбиту 19 июня 1976 г., второй -7 августа 1976 г. После фоторазведки , предпринятой с целью выбора подходящего места посадки, от кораблей отделились спускаемые аппараты. Аппарат "Викинга-1" опустился 20 июня на Равнине Хриса в средних широтах северного полушария. Другой аппарат опустился 3 сентября на Равнине Утопия, примерно в 7400 км от аппарата "Викинг-1", на 1400 км ближе к Северному полюсу. На прекрасных фотографиях, полученных со спускаемых аппаратов, предстала местность с красноватой почвой, усеянная камнями. Небо было розовым из-за света, рассеянного красными частицами пыли в атмосфере. Основными элементами в почве, по данным рентгено-флуоресцентного спектрометра "Викингов", были кремний, железо, кальций, алюминий, титан.

Оба аппарата, управляемые ЭВМ, взяли образцы почвы в качестве проб для анализа в биологической лаборатории. Результаты оказались столь же неожиданными, сколь и обескураживающими. Эксперименты были спланированы так, чтобы любые формы жизни -если таковые существовали в почве -получили необходимое питание и стали выделять какие-либо химические соединения.

Первый эксперимент по газообмену выявил 15-ти кратное превышение выделения кислорода по сравнению с ожидаемым. Все известные науке земные формы жизни затрачивают определенное время на рост и воспроизведение, и потому это явление, вероятнее всего, следоволо бы объяснить чисто химическими реакциями в веществе богатой железом почвы.

Результаты эксперимента с мечеными атомами также на первый взгляд казались интересными. Если бы микробы присутствовали в почве, то, как ожидалось, они должны были бы поглощать углерод-14 и вырабатывать радиоактивные отходы -окись углерода, двуокись углерода и метан. Немалое количество окиси углерода действитьельно было обнаружено. "Пиролитический" эксперимент показал, что "нечто" поглощает двуокись углерода из воздуха в контрольной камере и вводит ее в другие составляющие почвы. На первой цветной фотографии марсианской поверхности, полученной "Викингом-1", хорошо был виден охристо-красный материал, покрывающий большую часть поверхности подложки из более темных пород, проступающей местами. Красноватый материал может быть лимонитом (гидратированная окись железа). Подобные породы на Земле возникают под воздействием воды и окислительных процессов. Марсианское небо имеет красноватый оттенок.

Действующую модель (имитатор) спускаемого аппарата "Викинг", находившуюся в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, ученые использовали для моделирования трудностей, с которыми сталкивался на Марсе настоящий космический аппарат. С ее помощью удалось, например, высвободить заклинивший стопор на ковше для забора грунта аппарата "Викинг-1". Операция предварительно отрабатывалась на имитаторе. "Ремонт" был проведен через космическое пространство на рассоянии более 340 млн. км.

Обескураживающие результаты, полученные «Викингами», и невозможность их сколь-нибудь вразумительной интерпретации, очевидно, сыграли свою роль в том, что исследования Марса с помощью автоматических станций прекратились на долгие 2 десятилетия.

Только аппараты «новой волны» , приступившие к детальному исследованию соседней планеты, принесли вал неожиданных открытий. На Марсе была найдена вода – более того, были обнаружены гигантские ледяные озера, размеры которых позволяют считать их замерзшими океанами. Были обнаружены неопровержимые свидетельства эрозии под воздействием жидких сред. На снимках, сделанных в разные периоды, выявлены совсем свежие «потоки», появившиеся в промежутках между съемкой. Это, скорее всего, свидетельствует о том, что «водопады» жидкой воды или водных растворов существуют на Марсе и в наши дни.

Гость
Имя

Пароль



Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Мини-чат
Вам необходимо залогиниться.

Нет присланных сообщений.