Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 443

Выбор изотопа определяется задачами космического аппарата и возможностями по установке более мощной защиты. Ведь у каждого изотопа свои параметры излучения, и для плутония-238 требуется более легкая защита, нежели для излучателя типа стронций-90.

В изотопных генераторах применяются термоэлектрические преобразователи, которые изготовлены из высоколегированных соединений полупроводников, например кремния, германия и других.

Рабочие температуры превышают 1000 °C, а отвод тепла осуществляется с холодных спаев термоэлектрических преобразователей, у которых температура не превышает 500 °C.

В качестве перспективного направления рассматривается применение термоэмиссионных преобразователей, которые характеризуются более высокой рабочей температурой, порядка 1600 °C, что естественно повлечет за собой поиск и создание высокотемпературных изотопных соединений. Наиболее рациональным считается использование изотопных генераторов при требуемых электрических мощностях в сотни ватт, но не более 1 кВт, причем срок службы будет составлять несколько лет, но не более того. Изотопным генератором «Орион-1» массой около 8 кг и изотопом полоний-210 были оснащены советские искусственные спутники Земли серии «Космос», а точнее, два аппарата из этой серии: «Космос-84» и «Космос-90». Ресурс генератора составил около 220 суток при полезной мощности до 20 Вт.

Геодезический искусственный спутник Земли – искусственный спутник Земли, который выведен на околоземную орбиту для решения задач спутниковой геодезии и выступает в роли объекта наблюдения.

Для решения задач геодезии используют данные о направлении на тот или иной спутник и расстояние до спутника. Геодезические связи между пунктами наблюдения на земной поверхности устанавливаются посредством соотношения данных, полученных при позиционных фотографических наблюдениях спутника, находящегося на высоте 4—6 тыс. км, из нескольких наблюдательных пунктов.

Для возможности проведения геодезической съемки спутниковыми фотокамерами средних размеров в качестве спутника используют баллоны диаметром в среднем 35 м, изготовленные из алюминированной пластмассовой пленки. В динамической спутниковой геодезии применяются более массивные спутники, которые запускаются на высоту до 3 тыс. км, их движение менее восприимчиво к неоднородностям атмосферы и определяется особенностями гравитационного поля Земли.

Для повышения точности позиционных наблюдений на спутники устанавливаются мощные импульсные источники света, режим работы которых управляется с Земли и контролируется кварцевыми часами, которыми специально для этих целей оборудован спутник. Это позволяет облегчить позиционные наблюдения и очень сильно повысить точность синхронизации при одновременном участии в работе нескольких станций.

Специальные приемопередатчики, участвующие в ретрансляции радиосигналов, которые посылаются на геодезические спутники наземными станциями, могут определять расстояние до спутника. Определение расстояния возможно благодаря замеру сдвига фаз принятого на станции сигнала относительно посланного. Также возможно определение расстояния путем анализа изменения частоты сигналов, посылаемых радиопередатчиками, которыми оборудован спутник. На некоторые геодезические спутники устанавливаются специальные, так называемые уголковые, отражатели. Отражатели позволяют производить измерение расстояния при помощи лазерных дальномеров. Первым геодезическим спутником считается американский спутник «АННА-1В», который был запущен в 1962 г., помимо прочего оборудования, спутник имел на борту импульсные лампы.

Геостационарный искусственный спутник Земли – искусственный спутник Земли, выведенный на геостационарную орбиту. Геостационарная орбита – круговая орбита над экватором. Спутник, находясь на геостационарной орбите, имеет угловую скорость, равную угловой скорости обращения Земли вокруг своей оси, что позволяет ему находиться в одной и той же точке на поверхности Земли. Основную массу геостационарных спутников Земли составляют коммуникационные и телетрансляционные спутники. На перспективы использования геостационарной орбиты обратили внимание лишь после появления научно-популярной статьи Артура С. Кларка в 1945 г. в журнале «Wireless World», хотя о возможности использования геостационарных орбит говорится в трудах К. Э. Циолковского и словенского теоретика Г. Поточника. Для того чтобы казаться неподвижным из любого места на земной поверхности, спутник должен находиться на высоте 35 786 км над уровнем моря. Только эта высота над экватором может обеспечить спутнику равенство угловых скоростей и период обращения, равный сидерическим суткам, т. е. периоду вращения Земли.

Геофизический искусственный спутник Земли – искусственный спутник Земли, конструкция и научное оборудование которого позволяют проводить исследование геофизических параметров планеты Земля (геомагнитное, радиационное поле, плотность атмосферы). Первым искусственным спутником такого типа можно назвать третий по счету советский спутник, запущенный в 1958 г. США в 1964 г. и последующих осуществляли запуск орбитальных геофизических обсерваторий и полярных орбитальных геофизических обсерваторий, при помощи которых проводились различные геофизические измерения, в том числе в зоне полярных сияний и в полярной шапке. Примером спутника, который в комплексе со специальной программой наблюдений на сети наземных станций позволил исследовать взаимосвязь между отдельными геофизическими параметрами и солнечно-земные связи, является «Космос-261», который был запущен 20 декабря 1968 г. Спутник проводил измерения одновременно с наблюдениями на сети ионосферных станций социалистических стран.

К особой категории геофизических спутников относятся метеорологические спутники. К классу метеорологических относятся некоторые из спутников серии «Космос» и спутники серии «Метеор». Параметры орбит метеорологических спутников позволяют обеспечить наблюдение за погодой в районах с интервалом в несколько часов. Спутники снабжаются инфракрасной и телевизионной аппаратурой, которая позволяет регистрировать изображения снежного, ледяного, облачного покровов на дневной и ночной стороне Земли. Данные, полученные со спутника, передаются на Землю через сеть наземных пунктов в Гидрометеоцентр, где они обрабатываются в автоматическом режиме. Данные, которые передает система «Метеор», существенно повышают надежность прогнозов погоды, позволяют обнаруживать мощные циклоны и тайфуны в океанах. На сегодняшний день геофизические исследования составляют неотъемлемую часть исследовательской программы любой орбитальной станции, в дальнейшем это приведет к созданию специальных геофизических орбитальных станций.

Геофизическая ракета – высотная ракета, используемая для исследований в области геофизики, астрофизики и других научных исследованиях.

По своей конструкции геофизические ракеты различаются в зависимости от задач, которые им предстоит реализовать во время работы. В геофизических ракетах используется два типа двигателей: жидкостные и твердотопливные ракетные двигатели. Масса ракеты колеблется от 100 кг до нескольких десятков тонн, а масса полезного груза, который могут нести на себе ракеты, составляет порядка 5% от стартовой массы ракеты. При помощи геофизических ракет проводятся измерения физических параметров верхних слоев атмосферы, их химический состав. Проводятся исследования, направленные на изучение магнитного поля Земли и рентгеновского излучения Солнца и звезд. Запуск геофизической ракеты может осуществляться с наземных пунктов и с кораблей в различных районах Земли. Некоторые американские ракеты могут использовать в качестве стартовой площадки аэростат или самолет. В Советском Союзе с 1949 г. проводились регулярные запуски в космическое пространство геофизических ракет, при помощи которых проводились регулярные исследования верхних слоев атмосферы и космоса. Геофизические ракеты поднимают на высоту 500 км и более различную научную аппаратуру весом несколько тонн. Например, ракета В2А служила для исследования верхних слоев атмосферы, фотографирования спектра Солнца и отработки системы спуска головного отсека, содержащего научные приборы, и геофизических контейнеров. На первых геофизических ракетах проводились и медико-биологические эксперименты, а также отрабатывалась методика спасения животных и аппаратуры во время возращения на Землю, в том числе плавное спускание герметизированных кабин и катапультирование с различных высот.

С 1951 г. в Советском Союзе начались первые медико-биологические эксперименты, в которых участвовали собаки. На собаках, снаряженных в герметизированные скафандры, исследовалась возможность катапультирования и последующего приземления живого существа с использованием парашютной системы.