ВЫПОЛНЕННЫЕ В СОВЕТСКОМ СОЮЗЕ в 1973 г.
В 1973 г. состоялись запуски пилотируемых космических кораблей «Союз-12» и «Союз-13» и автоматических станций для исследований Луны и Марса; продолжались запуски искусственных спутников Земли научного и прикладного назначения.
«Союз-12». Космический корабль «Союз-12» был запущен с космодрома Байконур 27 сентября в 15 час 18 мин с экипажем в составе командира корабля В. Г. Лазарева и бортинженера О. Г. Макарова. За время, прошедшее после запуска корабля «Союз-11», в конструкцию корабля «Союз» был внесен ряд изменений. Для исключения возможности возникновения опасных ситуаций во время сложных динамических процессов, например при стыковке или расстыковке с другим объектом, разделении отсеков корабля и т. п., были введены скафандры для членов экипажа. Часть места в спускаемом аппарате была отведена под системы, обеспечивающие работу скафандров. В связи с этим экипаж корабля состоял из двух человек. Космический корабль «Союз-12» имел усовершенствованную систему управления и, в частности, усовершенствованную систему управления по ионным датчикам. «Союз-12» выполнен в варианте транспортного корабля и поэтому у него отсутствовали панели с солнечными батареями.
Программа орбитального полета была рассчитана на двое суток и включала: комплексную проверку и испытание усовершенствованных бортовых систем; дальнейшую отработку процессов ручного и автоматического управления при выполнении маневрирования, ориентации и стабилизации космического корабля; проведение фотографирования отдельных участков земной поверхности в девяти различных зонах спектра электромагнитных излучений - от видимого до инфракрасного.
В ходе выполнения программы полета первого дня космонавты Лазарев и Макаров осуществляли операции по маневрированию корабля «Союз-12» на околоземной орбите. После выполненных маневров параметры орбиты корабля «Союз-12» имели следующие значения: максимальное удаление от поверхности Земли - 345 км; минимальное - 326 км; период обращения - 91 мин; наклонение орбиты - 51,6°.
29 сентября после завершения экспериментов были проведены операции по подготовке корабля к возвращению на Землю. Перед спуском с орбиты была осуществлена ориентация корабля и в расчетное время включена тормозная двигательная установка. По окончании работы двигателя произошло разделение отсеков корабля, и спускаемый аппарат перешел на траекторию снижения. На высоте 7,5 км была введена в действие парашютная система, непосредственно у Земли сработали двигатели мягкой посадки и в 14 час 34 мин спускаемый аппарат приземлился в расчетном районе в 400 км юго-западнее Караганды.
«Союз-13». 18 декабря в 14 час 55 мин на космодроме Байконур состоялся запуск космического корабля «Союз-13», с экипажем в составе командира корабля П. И. Климука и бортинженера В. В. Лебедева. Корабль «Союз-13» отличается от своих предшественников. Это отличие определено главной задачей космического эксперимента: «Союз-13» - орбитальная астрофизическая обсерватория. Для проведения астрофизических исследований на корабле «Союз-13» был установлен комплекс аппаратуры «Орион-2», задачей которой было получение спектрограмм звезд в ультрафиолетовой области. Телескоп системы «Орион-2» с фотоприставкой устанавливался снаружи орбитального отсека на месте стыковочного узла. Аппаратура «Орион-2» имеет защитный купол, который обеспечивает нормальный температурный режим, предохраняя телескоп от перегрева на солнечной стороне орбиты и от переохлаждения - на теневой. В куполе напротив объектива телескопа имеется «окно» с двухстворчатой крышкой, открывающейся на время проведения эксперимента. Наведение телескопа на заданный участок неба осуществлялось следующим образом: сначала командир экипажа, пользуясь системой ручного управления и гироскопами системы, возможно более точно ориентировал корабль таким образом, чтобы оптическая ось неподвижного телескопа была направлена в сторону достаточно яркой опорной звезды. Сама опорная звезда служит лишь ориентиром для того, чтобы удерживать телескоп направленным на заданную область неба, где находятся те звезды, спектрограммы которых и представляют интерес. Далее, бортинженер, находящийся в орбитальном отсеке, с помощью оптического визира, связанного с телескопом дистанционной следящей системой, производил более точное наведение телескопа на опорную звезду путем поворотов телескопа относительно корпуса космического аппарата. Затем он включал автоматическую следящую систему, которая выполняет окончательное наведение и стабилизацию телескопа в направлении на звезду с точностью до нескольких угловых секунд. Чтобы не допустить вращения телескопа вокруг его оптической оси, что ведет к «смазыванию» изображения на фотографиях, стабилизация телескопа производится не только по основной опорной звезде, но и по второй, расположенной под большим углом к первой.
Получаемые с помощью телескопа спектрограммы излучения звезд выбранного участка неба фиксировались на специальной высокочувствительной пленке, причем каждый участок неба фотографировался с разными выдержками от одной минуты до двадцати минут, что позволило получить на каждой фотографии одновременно спектрограммы большого количества ярких и слабых звезд.
Во время полета экипаж провел 16 сеансов спектрографирования излучения звезд различных участков неба. В результате получены ультрафиолетовые изображения более трех тысяч звезд. Общее количество спектрограмм, пригодных для обработки, ок. 10 000. Они относятся к области длин волн короче 3000 Ằ и до 2000 Ằ. В отдельных случаях зарегистрировано излучение весьма удаленных светил - до 12-й звездной величины и слабее. Снимки ультрафиолетовой части спектра столь слабых звезд получены впервые.
Просмотр спектрограмм «Ориона-2» показывает, например, что в области неба вокруг звезды Капеллы имеется гораздо больше горячих звезд, чем было известно раньше. Эти горячие звезды очень слабые. С точки зрения звездной космогонии этот факт может иметь немаловажное значение. Астрофизический эксперимент на «Союзе-13» в основном предусматривал изучение непрерывных спектров звезд. Однако на изображениях многих объектов заметны отдельные спектральные линии, принадлежащие различным химическим элементам. Особо четко видна линия с длиной волны около 2800 Ằ, принадлежащая ионизированному магнию. Она является важным источником сведений о звездных атмосферах, и ее изучение дает надежду установить закономерности «поведения» этой линии у звезд, имеющих различные температуры, обладающих неодинаковой массой, размерами и другими физическими характеристиками.
Научная программа космического корабля «Союз-13» предусматривала также проведение эксперимента по фотографированию земной поверхности в различных участках спектра солнечного излучения. Съемка производилась специальным девятиобъективным фотоаппаратом, в котором одновременно используются три фотопленки. На каждой пленке через три объектива одновременно получается три фотоснимка. Объективы были снабжены разными светофильтрами. Все это позволяло каждый исследуемый участок поверхности фотографировать одновременно в 9 спектральных зонах: от видимой до ближней инфракрасной. Помимо этого, во время полета космонавты с помощью ручного спектрографа произвели спектрографирование природных образований земной поверхности, а также сумеречного и дневного горизонта Земли.
По программе научных экспериментов проводились и медико-биологические исследования. Они включали изучение характера перераспределения крови в организме человека во время космического полета. В невесомости из-за отсутствия гидростатического давления происходит отток крови от ног и приток ее к верхней части тела, в частности к голове. Это может стать причиной ухудшения самочувствия космонавтов в первые дни пребывания на орбите. Механизм реакции и адаптивных возможностей системы кровообращения головного мозга изучался с помощью аппаратуры «Левкой» в спокойном состоянии космонавтов и после выполнения ими дозированных нагрузок.
На борту корабля «Союз-13» исследовалось влияние факторов космического полета на развитие низших растений - хлореллы и ряски. Проводилось также изучение особенностей развития двух видов микроорганизмов (водородных бактерий и уробактерий) в условиях невесомости н получение в результате эксперимента белковой массы для последующего анализа ее биохимического состава. Эксперимент проводился при помощи системы «Оазис-2». Особенностью эксперимента являлось то, что питание и размножение бактерий, образование белковой массы проводилось в системе с замкнутым объемом, по замкнутому циклу, с взаимным обогащением бактерий двух видов за счет синтеза одних и выделения других веществ. Биомасса микробной культуры в системе «Оазис-2» за время полета увеличилась более чем в 35 раз.
Наряду с научными исследованиями экипаж «Союза-13» выполнил ряд технических экспериментов, целью которых была отработка новых приборов для дальнейшего их использования в усовершенствованных бортовых системах. В течение всего полета бортовые системы, агрегаты и механизмы корабля работали нормально. 26 декабря после окончания работ на борту корабля «Союз-13» космонавты Климук и Лебедев возвратились на Землю. В 11 час 50 мин спускаемый аппарат космического корабля «Союз-13» совершил мягкую посадку на территории Советского Союза в 200 км юго-западнее Караганды.
 |  |
| 4.Советские космонавты В. Г. Лазарев и О. Г. Макаров 27-29 сентября 1973 г совершили полет по околоземной орбите на космическом корабле «Союз-12». 5. Н. В. Подгорный и президент Финляндии У. Кекконен на выставке достижений науки и техники СССР в Хельсинки. По разделу «Космос» пояснения дает летчик-космонавт СССР Г. Т. Береговой. 6 апреля. | |
Луны и планет
«Луна-21». 8 января в 9 час 55 мин состоялся запуск автоматической станции (АС) «Луна-21». На ее борту находился автоматический самоходный аппарат «Луноход- 2» (рис. 1). АС «Луна-21» стартовала к Луне с орбиты ИСЗ. Для обеспечения выхода станции в расчетную точку окололунного пространства 9 января была осуществлена коррекция траектории полета. При подлете к Луне 12 января была проведена операция торможения, и станция перешла на селеноцентрическую орбиту со следующими параметрами: минимальная высота над поверхностью Луны - 90 км, максимальная - 110 км; наклонение орбиты к плоскости лунного экватора - 60°; период обращения вокруг Луны 1 час 58 мин. Согласно программе полета, 13 и 14 января были проведены коррекции окололунной орбиты. АС «Луна-21» стала обращаться по эллиптической орбите с минимальным удалением от поверхности Луны 16 км. Сход с орбиты и посадка станции были выполнены с помощью унифицированной посадочной ступени. 16 января в 01 час 35 мин автоматическая станция «Луна-21» совершила мягкую посадку на поверхность Луны на восточной окраине Моря Ясности, внутри кратера Лемонье. Точка посадки имеет координаты 25°51' с. ш. и 30°27' в. д. В 04 час 14 мин «Луноход-2» по трапу сошел на поверхность Луны и приступил к выполнению программы научно-технических исследований и экспериментов. Масса «Лунохода-2» составляла 840 кг. На луноходе и посадочной ступени установлены Государственный флаг СССР, вымпелы с барельефом В. И. Ленина, изображением Государственного герба СССР и надписью «50 лет СССР».
Программа работы лунохода была составлена в соответствии с главной комплексной научной задачей совместного изучения вариаций основных физико-химических свойств поверхности в зависимости от геолого-морфологической обстановки в зоне перехода морского района Луны в материковый. В эту задачу входило получение геолого-морфологических и топографических данных, изучение магнитного поля, химического состава поверхностного слоя и физико-механических свойств грунта, а также оптических' свойств поверхности. Для получения научной информации на луноходе были установлены магнитометр, рентгеноспектральный прибор для анализа химического состава лунного грунта, прибор для оценки физико-механических свойств грунта; в поле зрения панорамных камер были введены специальные фотометрические марки, представляющие собой пластинку с 39 полями, обладавшими различной отражательной способностью.
Проведение геолого-морфологических и топографических исследований местности выполнялось на основе съемки лунного ландшафта, в которую входило получение телевизионных панорам и снимков, а также данных о длине пройденного пути и положения аппарата на лунной поверхности. На борту лунохода были установлены также приборы, предназначенные для решения и других научных задач. Это астрофотометр, измеряющий светимость лунного неба, радиометр, измеряющий характеристики космического излучения, фотоприемник «Рубин-1», служащий для проведения экспериментов по лазерной пеленгации лунохода, а также французский уголковый отражатель лазерного излучения.
В отдельные системы «Лунохода-2» были внесены изменения и усовершенствования по сравнению с теми, что применялись на «Луноходе-1». В частности, была повышена частота передачи телевизионных изображений курсовых телекамер, при этом одна из них была поднята на кронштейне, что улучшило обзор впереди лежащей местности. Значительно более высокой стала четкость принимаемых изображений. Методика исследований лунной поверхности с помощью «Лунохода-2» была разработана на основании опыта, накопленного при работе самоходного аппарата «Луноход-1». Она сочетала детальные исследования отдельных участков поверхности и маршрутные исследования по всей трассе движения аппарата.
«Луноход-2» первоначально выполнял исследования по комплексному изучению места посадки. Анализ переданных на Землю телевизионных панорам района прилунения показал, что станция «Луна-21» совершила посадку на вал кратера диаметром около 40 м, расположенного внутри кратера Лемонье. На валу кратера были проведены измерения химического состава и механических свойств лунного грунта. Неоднократно включался магнитометр и проводились измерения светимости лунного неба в видимой и ультрафиолетовой частях спектра с помощью астрофотометра. После завершения изучения района посадки «Луноход-2» удалился от посадочной ступени на 1050 м в юго-восточном направлении. При этом были проведены испытания ходовых качеств автоматического аппарата в различных режимах движения и маневрирования. Впервые выполнялись маневры по обходу препятствий без остановки лунохода. В конце сеанса движения луноход вышел к сравнительно «молодому» кратеру диаметром около 13 м. Район этого кратера был выбран в качестве второго участка для проведения комплексных исследований поверхности. 24 января в районе функционирования аппарата наступила лунная ночь. До 8 февраля «Луноход-2» находился в стационарном положении, а 9 февраля приступил к обследованию района стоянки. Проводились измерения намагниченности пород на валу и склонах кратера, в зоне выбросов из него, а также в местах, удаленных от кратера на расстояния до 30-40 м. Изучались физико-механические свойства и химический состав лунного грунта. 10 и 11 февраля «Луноход-2» продолжил движение в юго-восточном направлении к горно-материковому массиву Тавр. В ходе движения проводились научные измерения, выполнялась панорамная съемка окружающей местности, проверялись ходовые качества лунохода. С 13 по 15 февраля проводились исследования поверхности Луны при небольших перемещениях лунохода, а затем луноход продолжил движение. В ночь на 18 февраля автоматический аппарат приблизился к кратеру диаметром около 2 км. 19 февраля луноход обошел кратер по внешнему склону его вала с юго-западной стороны. При этом были выполнены детальный химический анализ грунта, измерения намагниченности пород, а также панорамная съемка склонов кратера и прибрежных районов залива Лемонье. Общий путь, пройденный «Луноходом-2» за 2 лунных дня составил 11 км 67 м.
Во время лунной ночи с 22 февраля по 9 марта «Луноход-2» находился в стационарном положении. В третий лунный день (с 10 марта по 23 марта) «Луноход-2» проводил исследования в южной части кратера Лемонье. Трасса, по которой аппарат при этом двигался, начиналась на материке, пересекала предматериковый холмистый район, проходила вдоль южного побережья кратера и закончилась в 2,5 км от крупного тектонического разлома, находящегося в восточной части кратера Лемонье. Общий путь, пройденный «Луноходом-2» за три лунных дня, составил 27 км 600 м. Четвертый лунный день (10 апреля - 22 апреля) работы самоходного аппарата был целиком посвящен изучению тектонического разлома, названного Бороздой Прямой. Протяженность борозды 15-16 км. Приблизившись в начале лунного дня к разлому, луноход перемещался на юг вдоль его «западного берега», а затем вышел на восточный склон и двинулся по нему в северном направлении. Глубина разлома в различных участках района исследований колебалась от 40 до 80 м. Общее расстояние, пройденное аппаратом за 4 лунных дня, составило 36 км 200 м.
«Луноход-2» функционировал пять лунных дней. С аппаратом было проведено 60 сеансов радиосвязи, в ходе которых выполнялись операции по контролю за работой бортовых систем, управлению движением, научные эксперименты и передавалась информация на Землю. За пять лунных дней, передвигаясь в условиях сложного рельефа, автоматический аппарат преодолел 37 км (схема маршрута «Лунохода-2» приведена на рис. 2). Повышенная маневренность и мобильность «Лунохода-2» позволили преодолеть расстояние в 3,5 раза большее, чем путь, пройденный первым самоходным аппаратом «Луноход-1». С помощью телевизионной аппаратуры были переданы на Землю 86 панорам (рис. 3) и свыше 80 тыс. телевизионных снимков лунной поверхности. В ходе съемки получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения.
Рис 2. Схема маршрута «Лунохода-2». Цифрами отмечены
места ночевок аппарата.
Рис 3. Фрагмент панорамы, переданной с Луны аппаратом
«Луноход-2».
При движении лунохода в районе типично морского характера на его пути встречались уже известные формы рельефа - малые кратеры и в отдельных случаях сопряженные с ними россыпи камней. Наиболее часто попадались сильно сглаженные, древние кратеры. Было оценено относительное количество так называемых вторичных кратеров, образовавшихся в результате удара о поверхность выбросов из более крупных кратеров. Число таких кратеров размерами от 0,5 до 2 м не превышает 0,25% от всех кратеров этого размера. Мощность реголита колебалась от 1 до 6 м. В холмистой предматериковой зоне, в районе двухкилометрового кратера, вблизи кратера диаметром 15-20 м, были обнаружены оползневые террасы протяженностью до 10-15 м. В этом же районе отмечено уменьшение плотности малых кратеров в 2-3 раза по сравнению с нормальной «морской» плотностью. Мощность реголита в пределах этой холмистой равнины достигает местами 10 м.
У восточной и западной границ борозды были выявлены зоны шириной 30-40 м одностороннего интенсивного смещения лунного вещества в сторону разлома. По мере приближения к борозде толщина реголита уменьшалась и на бровке разлома уже обнаруживались обнаженные породы скального основания в форме непрерывного каменного «бордюра». Обломки обнаженных горных пород часто имели размер до 1-2 м и более. Ниже каменного «бордюра» крутизна борозды увеличивается и достигает 30-35°. Здесь склоны покрыты осыпью, состоящей из крупных глыб и камней. Установлен выход коренных скальных пород мощностью несколько десятков метров.
Механические свойства грунта по трассе движения изменялись в широких пределах. Несущая способность колебалась от 0,1 кг/см2 до 1÷1,5 кг/см2. Однако общий характер распределения механических характеристик грунта по поверхности достаточно близок к данным, полученным с борта «Лунохода-1». При измерении механических свойств грунта были обнаружены участки с повышенной просадочностью, а также с небольшим слоем рыхлого материала на твердом основании.
Первые измерения химического состава лунного грунта были проведены на небольшом удалении от посадочной ступени на валу кратера диаметром 40 м. Содержание Si здесь оказалось равным 24 ± 4%, Са - 8 ± 1%, Fe - 6 ± 0,6%, А1 - 9 ± 1%. (Измерения, проведенные «Луноходом-1» в Море Дождей, показали содержание Fe - 10-4-12%.) Исследования кратера диаметром 13 м показали, что грунт во втором районе, удаленном от места посадки примерно на 1,5 км, по составу схож с первым исследованным участком. По мере продвижения «Лунохода-2» к холмам, расположенным в южном направлении, содержание Fe стало снижаться и при удалении от места посадки на 5 км составило 4,9±0,4%. В сеансе, проведенном 19 февраля, зарегистрировано самое низкое содержание Fe - 4,0 + 0,4%. Причем одновременно содержание Аl возросло до 11,5±1,0%. Эти результаты свидетельствуют, что были зафиксированы изменения химического состава поверхности, связанные главным образом с различиями горных пород в «морских» и «материковых» районах.
В течение всего времени работы лунохода магнитные измерения проводились непрерывно во время движения и на стоянках. Предварительный анализ данных позволяет отметить, что магнитное поле на поверхности Луны очень неоднородно. В магнитограммах, полученных при стоянках лунохода, выявлены некоторые характерные изменения поля, свидетельствующие о процессах индукции токов в Луне под действием меняющихся межпланетных полей. Это позволяет определить проводимость Луны на глубинах порядка сотен километров и таким образом получить некоторые представления о ее внутреннем строении. Можно предполагать, что до глубины порядка 200 км материал Луны представляет собой диэлектрик, а на большей глубине имеет заметную проводимость. Сравнение с результатами аналогичных измерений американских ученых дает основание считать, что характер электропроводимости в морских и материковых районах различен. Это, вероятно, свидетельствует об их различной термической истории. За время работы самоходного аппарата было проведено 14 включений астрофотометра. Полученные данные свидетельствуют, что небо над Луной достаточно «темное» для проведения с ее поверхности ультрафиолетовых астрономических наблюдений как днем, так и ночью. Что же касается наблюдений в видимых лучах, то на Луне, вероятно, условия в течение лунного дня и лунной ночи различны.
Регулярные лазерно-локационные измерения расстояний до отражателя «Лунохода-2» проводились на телескопе Крымской астрофизической обсерватории в течение нескольких месяцев. Статистическая точность определения расстояния между источником импульсов и установленным на Луне отражателем составляет ±40 см. В периоды лунных дней с борта самоходного аппарата выполнялись непрерывные измерения интенсивности корпускулярного излучения солнечного и галактического происхождения. При этом радиационная обстановка в районе Луны была спокойной.
Выполнение программы экспериментов с помощью «Лунохода-2» осуществлялось оперативной группой управления, включавшей в себя инженерно-конструкторский состав, ученых и экипаж лунохода.
АМС «Марс». 21 июля в 22 час 31 мин, 25 июля в 21 час 56 мин, 5 августа в 20 час 46 мин, 9 августа в 20 час к планете Марс были запущены автоматические межпланетные станции «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7». Целью космического эксперимента являлось комплексное исследование Марса с орбиты его искусственного спутника, с пролетной траектории и непосредственно на планете. Для этого предусматривалось создание искусственного спутника Марса и доставка на его поверхность посадочного аппарата. Станция «Марс-5» (рис. 4) по конструкции и назначению аналогична станции «Марс-4». Станции предназначались для проведения научных исследований с орбиты искусственного спутника Марса. Станция «Марс-7» по конструкции и назначению аналогична станции «Марс-6». В соответствии с задачами эксперимента «Марс-6» и «Марс-7» несколько отличались по конструкции от станций «Марс-4» и «Марс-5». Конструкция станций «Марс-6» и «Марс-7» включала спускаемый аппарат (СА) (рис. 5). В районе его посадки предполагалось определить физические характеристики грунта, определить характер поверхностной породы, осуществить экспериментальную проверку возможности получения телевизионных изображений окружающей местности, а также провести ряд других научных исследований.
 Рис. 4. Автоматическая межпланетная станция «Марс-5». |  Рис. 5. Спускаемый аппарат АМС «Марс-6». |
Автоматические межпланетные станции были выведены на траекторию полета к планете Марс с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли. На трассе перелета со станциями регулярно проводились сеансы радиосвязи, в ходе которых осуществлялись траекторные измерения, контроль состояния бортовых систем, коррекции траекторий движения и передача на Землю научной информации о физических характеристиках космического пространства.
Станция «Марс-4» приблизилась к планете 10 февраля 1974 г. Вследствие нарушения в работе одной из бортовых систем тормозная двигательная установка не включалась, и станция прошла около планеты на расстоянии 2200 км от ее поверхности. При этом с помощью фототелевизиоиного устройства были получены фотографии Марса. Станция «Марс-5» достигла окрестностей планеты 12 февраля 1974 г. В 18 час 45 мин была включена тормозная двигательная установка для выведения станции на орбиту спутника Марса. Все динамические операции на заключительном этане перелета выполнялись автономно с помощью бортовой системы астронавигации. В результате проведенного маневра станция «Марс-5» стала искусственным спутником планеты. На борту орбитальной станции находился ряд приборов для комплексного исследования атмосферы и поверхности планеты астрофизическими методами. Оптические оси всех приборов были ориентированы так, что они «видели» планету, когда станция проходила в зоне минимальных расстояний от нее (в районе перицентра). В ходе эксперимента были получены данные о рельефе поверхности, температуре, теплопроводности, структуре и составе грунта, химическом составе нижней атмосферы, структуре ее верхних слоев. Обнаружено, что содержание паров воды в атмосфере Марса над отдельными участками его поверхности достигает (по предварительной оценке) 60 мкм осажденной воды. Это в несколько раз превышает максимальные количества водяного пара, обнаруженные в 1972 г. фотометром станции «Марс-3». Значительные колебания влажности атмосферы вдоль трассы полета (по крайней мере в 5 раз) могут свидетельствовать о различной скорости выделения воды нз недр в разных районах планеты. Один из ультрафиолетовых фотометров впервые обнаружил на Марсе следы атмосферного озона. Самая внешняя часть атмосферы Марса состоит из атомарного водорода, рассеивающего солнечное излучение в линии с длиной волны 1216 Ằ. Ультрафиолетовый фотометр, регистрирующий яркость атмосферы в этой линии, показал, что температура водородной короны Марса, простирающейся до высоты ~20 000 км, составляет около 350 °К.
С помощью магнитометра зарегистрировано в ближайшей окрестности планеты магнитное поле, в 7- 10 раз превышающее межпланетное. Новые данные подтверждают результаты, полученные в 1972 г. с помощью станций «Марс-2» и «Марс-3» и свидетельствовавшие о наличии у Марса собственного магнитного поля дипольного характера величиной около 30 гамма.
В первой половине февраля 1973 г. станция «Марс-4» фотографировала Марс с пролетной траектории, а станция «Марс-5» - с орбиты искусственного спутника. Фотографирование производилось с помощью двух фототелевмзионных устройств, способных различать детали размером порядка 1 км и 100 м с расстояния около 2000 км. Кроме того, изображение более широкой полосы местности вдоль трасс полета получалось с помощью сканирующих оптико-механических приборов. Съемка широкоугольным аппаратом проводилась через светофильтры, с тем чтобы после синтеза негативов получились цветные изображения отдельных участков поверхности. Трассы съемок пролегали в южном полушарии и простирались с запада на восток на несколько тысяч километров, охватывая многие разнообразные по структуре области марсианской поверхности. На снимках отмечены следы интенсивной эрозии под
 Рис. 6. Участок поверхности Марса размером 100x100 км (фотография получена |
АМС «Марс-6» и «Марс-7» достигли окресности планеты Марс соответственно 12 и 9 марта 1974 г. При подлете к планете станции «Марс-6» была проведена автономно с помощью бортовой системы астронавигации заключительная коррекция траектории ее движения и от станции отделился спускаемый аппарат (на расстоянии 48 000 км от планеты). В расчетное время включилась двигательная установка, обеспечившая перевод СА на траекторию встречи с Марсом. При этом сама станция продолжала полет по гелиоцентрической орбите с минимальным удалением от поверхности планеты около 1600 км. СА вошел в атмосферу Марса, и началось аэродинамическое торможение. По достижении определенных перегрузок была введена в действие парашютная система.
 Рис. 7. Кратер на Марсе (фотография получена с борта АМС «Марс-5»). |
С целью исследования параметров атмосферы на СА были установлены приборы для измерения давления, температуры, химического состава и датчики перегрузок. Информация с СА во время его снижения принималась станцией «Марс-6» и ретранслировалась на Землю. В непосредственной близости от поверхности Марса радиосвязь с СА прекратилась. Спускаемый аппарат станции «Марс-6» достиг поверхности планеты в районе с координатами 24° ю. ш. и 25° з. д.
Спускаемый аппарат станции «Марс-7» после отделения от станции, из-за нарушения в работе одной из бортовых систем, прошел около планеты на расстоянии 1300 км от ее поверхности.
На борту станций «Марс-6» и «Марс-7», кроме советской научной аппаратуры, были установлены приборы, изготовленные специалистами Франции. Ученые Франции приняли участие в экспериментах по измерению поляризации света, отраженного поверхностью и атмосферой планеты, по измерению интенсивности свечения резонансной линии водорода, исследованию «солнечного» ветра, космических лучей, а также в радиоастрономическом эксперименте по исследованию радиоизлучения Солнца в метровом диапазоне волн.
Орбита спутника выбрана так, чтобы в течение большей части периода обращения получать информацию из районов, расположенных вне воздействия магнитного ноля Земли. В таких условиях заметно снижаются помехи от частиц, захваченных геомагнитным полем, а кроме того, возможно наблюдение невозмущенного «солнечного ветра».
Данные, полученные со спутников «Прогноз», «Прогноз-2» и «Прогноз-3», принесли ряд интересных результатов. Прежде всего ученые получили возможность регулярно следить за радиационной обстановкой в межпланетной среде около Земли. Начиная с 14 апреля 1972 г. (с момента запуска АС «Прогноз») имеются непрерывные сведения о потоках заряженных частиц, солнечного ветра и рентгеновского излучения Солнца. Это позволяет получить статистически достоверную картину радиационных условий в околоземном космическом пространстве. Например, с апреля по ноябрь 1972 г. межпланетное пространство было заполнено интенсивными потоками солнечных протонов с энергией до нескольких Мэв и электронов с энергией в десятки Кэв. Такое обилие частиц в период минимума солнечной активности необычно. На этом повышенном фоне, который создают заряженные частицы относительно небольших энергий, несколько раз наблюдались крупные солнечные вспышки. Особенно активным Солнце было в начале августа 1972 г. 2, 4 и 7 августа 1972 г. произошли самые крупные за последние двадцать лет вспышки, сопровождавшиеся интенсивными потоками протонов и электронов. Приборы, установленные на ИСЗ «Прогноз» и «Прогноз-2», зарегистрировали в околоземном космическом пространстве это уникальное явление природы. Дозиметрические измерения показали, что поглощенная доза внутри космического корабля, будь он в это время на орбите, составила бы опасную для здоровья человека величину. Ученые обнаружили также несколько весьма интересных явлений, сопровождавших эту серию вспышек. Например, узкое, с очень крутыми передним и задним фронтами возрастание потока частиц почти во всех диапазонах энергий. Эта своеобразная «труба» диаметром в несколько миллионов километров протянулась от Солнца до границ нашей системы и была образована силовыми линиями межпланетного магнитного поля, связанного, по-видимому, на одном конце с районом вспышки. Механизм удержания частиц в такой трубе еще недостаточно ясен. Профили всплесков рентгеновского излучения вспышек имеют периодическую структуру. Она свидетельствует в пользу модели, которая рассматривает оптическую вспышку как результат взаимодействия ускоренных частиц с веществом атмосферы Солнца, т.е. как вторичное явление. Во время повышенной активности Солнца в августе 1972 г. в результате влияния ускоренных солнечных частиц и солнечного ветра магнитосфера Земли была сильно деформирована. Вначале в фазе сжатия магнитной бури ее радиус уменьшился почти в два раза по сравнению с невозмущенным состоянием, а в фазе восстановления магнитосфера почти вдвое расширилась в направлении к Солнцу. Данные, получаемые с АС «Прогноз», сопоставляются с результатами наземных астрономических обсерваторий и геофизических станций, широкая сеть которых охватывает почти всю планету. Ученые настойчиво ищут возможность предсказывать явления, солнечной активности.
«Интеркосмос-Коперник 500». 19 апреля, в соответствии с программой сотрудничества социалистических стран в области исследования и использования космического пространства в мирных целях, был произведен запуск спутника «Интеркосмос-Коперник 500»- девятого спутника серии «Интеркосмос». Космический эксперимент, подготовленный польскими и советскими специалистами, был посвящен 500-летию со дня рождения великого польского ученого Николая Коперника. Установленная на борту спутника научная аппаратура предназначалась для исследования радиоизлучения Солнца в диапазоне частот 0,6-6,0 Мгц и характеристик ионосферы Земли. В состав научной аппаратуры спутника входили: радиоспектрограф, разработанный и изготовленный в ПНР; низкочастотный и высокочастотный ионосферный зонды, разработанные и изготовленные в СССР. Прием информации, поступавшей с борта спутника, осуществляли приемные станции СССР и ЧССР. Астрофизические и геофизические обсерватории социалистических стран в период проведения космического эксперимента проводили синхронные наблюдения за Солнцем в различных диапазонах длин волн и состоянием ионосферы Земли.
 8. Искусственный спутник Земли «Интеркосмос-10». |
«Интеркосмос-10». 30 октября состоялся запуск ИСЗ «Интеркосмос-10» (рис. 8). Спутник предназначался для проведения комплекса геофизических исследований в высоких широтах с целью изучения электромагнитной связи магнитосферы с ионосферой. На борту спутника была установлена научная аппаратура: для определения концентрации и температуры ионосферных электронов, изготовленная совместно специалистами ГДР и СССР; для измерения вариаций магнитного поля и измерения электрического поля в диапазоне частот 0,1÷70 Гц, потоков электронов, ионов и нейтральных атомов в диапазоне 0,05÷20 Кэв, созданная в СССР; для исследования низкочастотных электрических колебаний плазмы в диапазоне частот от 20 Гц до 22 КГц, разработанная и изготовленная в ЧССР; специальная телеметрическая система для передачи научной информации на наземные станции, изготовленная в ЧССР; специальное устройство запоминания и хранения телеметрической информации, разработанное в СССР.
С целью комплексных исследований электромагнитной связи магнитосферы с ионосферой и ее влияния на нейтральную атмосферу программой эксперимента в период полета спутника предусматривался запуск с советских станций ракетного зондирования метеорологических ракет с научной аппаратурой, изготовленной в ГДР и СССР. Одновременно с работой научной аппаратуры ИСЗ «Интеркосмос-10» в ряде стран проводились наземные измерения по согласованной программе. Прием информации с борта спутника осуществляли наземные станции СССР, ГДР и ЧССР.
«Ореол-2». В соответствии с программой сотрудничества между СССР и Францией в области исследования и использования космического пространства в мирных целях 26 декабря состоялся запуск ИСЗ «Ореол-2». Целью эксперимента являлось продолжение исследований физических явлений в верхней атмосфере Земли в высоких широтах и изучения природы полярных сияний, начатых на спутнике «Ореол» в 1971 г. На борту ИСЗ «Ореол-2» была установлена научная аппаратура, предназначенная для исследования спектра протонов и электронов в широком диапазоне энергий, измерения интегральной интенсивности протонов и определения ионного состава атмосферы, а также служебные системы, обеспечивающие выполнение научных экспериментов. Одновременно с измерениями, проводимыми на ИСЗ «Ореол-2», наземные обсерватории ряда стран проводили координированные геофизические исследования по согласованной программе.
«Космос». Продолжались запуски ИСЗ серии «Космос»; в 1973 г. было запущено 85 спутников (см. таблицу). На борту беспилотного космического аппарата ИСЗ «Космос-605» находились белые крысы, черепахи, насекомые, микроорганизмы и грибы. Проведение экспериментов с биологическими объектами потребовало создания автоматической аппаратуры, обеспечивающей нормальную жизнедеятельность животных, а также измерение и передачу на Землю данных, характеризующих их состояние, условия окружающей среды и работу соответствующих систем. Каждое подопытное животное (крыса) было размещено в отдельной небольшой камере и содержалось в свободном (нефиксированном) состоянии. Внутри камеры располагались кормушка, поилка, плафоны осветительных устройств и система отверстий для подачи воздуха, постоянно вентилирующего внутренний объем камеры направленным потоком, уносящим из нее отходы жизнедеятельности животного. Каждая камера была оснащена специальным электронным измерительным устройством, позволяющим считать и суммировать за двухчасовые интервалы количество движений животного. Использовавшиеся в экспериментах черепахи, насекомые, микроорганизмы и грибы размещались в специальных контейнерах, обеспечивающих соответствующие условия обитания.
Снабжение животных кислородом и очистка атмосферы внутри спускаемого аппарата от избытка углекислоты и других вредных газообразных примесей осуществлялось системой химической регенерации атмосферы. Необходимый температурно-влажностный режим поддерживался системой терморегулирования с устройством осушки атмосферы. После 22 дней полета ИСЗ «Космос-605» совершил благополучную посадку на Землю. Подробное обследование животных с помощью комплекса цитохимических, биохимических и морфологических методов позволит получить сведения о механизме действия длительной невесомости на тканевом и клеточном уровнях. Это поможет ближе подойти к пониманию механизмов функциональных сдвигов, наблюдаемых при космических полетах человека. Основной целью биологических экспериментов на ИСЗ «Космос-605» являлось изучение длительной невесомости на процессы развития организмов. Для этого использовались дрозофилы, мучные жуки, бактерии и несовершенные грибы. Дрозофилы, полетевшие в космос в возрасте 2-3 суток, дали практически нормальное потомство. Некоторые самки и самцы, развившиеся в космосе, впоследствии тоже дали потомство. Между родительским поколением и потомством, развившимся в невесомости, не обнаружено различий в морфологии и величине генетического груза. Мучного жука поместили на борт спутника на разных стадиях жизненного цикла: яйца, ранние личинки, поздние личинки, предкуколки и куколки. Основная цель заключалась в том, чтобы получить в условиях невесомости переход с более низкой стадии развития на более высокую. Цикл развития проходил нормально. Выживаемость всех особей во всех группах как в опыте, так и в контроле была одинаковой и составляла около 100%.
Результаты эксперимента с несовершенными грибами четко показали, насколько сильно невесомость может влиять на развитие растений. Так, у грибов, выросших в условиях невесомости, гораздо хуже развиты опорные ткани, а ножка, поддерживающая плодовое дерево, намного тоньше, зато грибница по площади превосходит «земную» в несколько раз.
На ИСЗ «Космос-605» проводились также исследования, направленные на решение задач обеспечения радиационной безопасности экипажей и оборудования при длительных полетах. Экспериментально изучался перспективный вид радиационной защиты от воздействия заряженных частиц - электростатическая защита. Она основана на создании и поддержании около защищаемых отсеков космического аппарата электрического поля, которое отклоняет потоки заряженных частиц и снижает уровень радиации внутри защищаемого объема до допустимых пределов. Измерения свидетельствуют о высоком «качестве» вакуума космического пространства как изолятора в электростатической защите, даже на высотах 200-400 км, несмотря на большое количество здесь заряженных и нейтральных частиц. Кроме того, впервые экспериментально подтверждена возможность автономного функционирования электростатической защиты в радиационном поясе Земли.
| № пп |
Дата запуска | Название аппарата |
Высота в апо- центре (км) |
Высота в пери- центре (км) |
Наклоне- ние орбиты (град) |
Период обращения (мин) |
Частоты радиопередат- чиков (Мгц). Примечания |
| 1 | 8 января | Луна-21 | - | - | - | - | Совершила мягкую посадку
на Луне 16 января. До- ставлен на Луну аппарат «Луноход-2» |
| 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
11 января 20 января 24 января 26 января 1 февраля 3 февраля 8 февраля 15 февраля 28 февраля |
Космос-543 Космос-544 Космос-545 Космос-546 Космос-547 Молния- 1 Космос-548 Прогноз-3 Космос-549 |
333 561 521 630 330 39200 322 200000 556 |
211 513 279 585 208 470 214 590 513 |
65 74 71 51,7 65 65 65,4 65 74 |
89,7 95,3 92,2 96,6 89,7 11 час 43 мин 89,6 96 час 23 мин 95,2 |
- - - - 19,995 - - 928,4 - |
| 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
1 марта 6 марта 20 марта 22 марта 3 апреля 5 апреля 12 апреля 19 апреля 19 апреля |
Космос-550 Космос-551 Метеор Космос-552 Салют-2 Молния- 2 Космос-553 Космос-554 Интеркосмос-Ко- перник-500 |
325 316 903 337 260 39100 519 318 1551 |
217 210 882 211 215 500 282 212 202 |
65,4 65 81,2 72,9 51,6 65 71 72,9 48,5 |
89,6 89,5 102,6 89,7 89,0 11 час 42 мин 92,2 89,5 102,2 |
- - - 19,995 - - - - - |
| 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
25 апреля 5 мая 11 мая 17 мая 18 мая 23 мая 25 мая 29 мая 5 июня 6 июня 8 июня |
Космос-555 Космос-556 Космос-557 Космос-558 Космос-560 Космос-561 Метеор Космос-562 Космос-563 Космос-555 Космос-564÷571 |
253 252 266 526 345 336 317 909 510 320 1507 |
216 209 218 279 217 211 215 867 282 213 1392 |
81 ,3 81,3 51,6 71 65,4 72,9 65,4 81,2 71 65,4 74 |
89,0 89,0 89,1 92,3 89,8 89,7 89,5 102,5 92,1 89,5 114,5 |
- - - - - 19,995 - - - биту одной ракетой-носи- телем |
| 31 32 33 34 35 36 37 |
10 июня 15 июня 20 июня 21 июня 27 июня 11 июля 21 июля |
Космос-572 Космос-573 Космос-574 Космос-575 Космос-576 Молния-2 Марс- 4 |
294 329,2 1026 299 356 39280 - |
211 196,2 996 208 212 480 - |
51,7 51,6 83 65,4 72,9 65,3 - |
89,3 89,5 105 89,3 89,9 11 час 45 мин - |
20,008 - 19,995 - - Марса на расст. 2200 км от поверхн. |
| 38 39 40 41 |
25 июля 25 июля 1 августа 5 августа |
Космос-577 Марс- 5 Космос-578 Марс- 6 |
312 32500 308 - |
209 1760 207 - |
65,4 35 65,4 - |
89,5 25 час 89,4 - |
- 19,995 ции достиг поверхности Марса |
| 42 |
9 августа |
Марс-7 |
- |
- |
- |
- |
Спускаемый аппарат проле- тел около Марса на расст. 1300 км от поверхн. |
| 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 |
21 августа 22 августа 24 августа 28 августа 30 августа 30 августа 6 сентября 8 сентября 14 сентября 21 сентября 27 сентября 3 октября |
Космос-579 Космос-580 Космос-581 Космос-582 Молния- 1 Космос-583 Космос-584 Космос-585 Космос-586 Космос-587 Союз- 12 Космос-588÷595 |
315 518 303 559 37970 316 360 1416 1020 330 249 1512 |
209 283 211 521 480 208 213 1385 986 215 194 1397 |
65,4 71 51,6 74 65,3 65 72,9 74 83 65,4 51,6 74 |
89,5 92,2 89,4 95,3 11 час 19 мин 89,5 89,9 113,6 105 89,6 88,6 115 |
- - - - 19,995 - - - - - биту одной ракетой-носи- телем |
| 55 56 57 58 59 60 |
3 октября 6 октября 10 октября 15 октября 16 октября 16 октября |
Космос-596 Космос-597 Космос-598 Космос-599 Космос-600 Космос-601 |
310 312 360 294 366 1561 |
211 212 213 206 215 210 |
65,4 65,4 72,9 65 72,9 82 |
89,4 89,5 90 89,3 90 102,3 |
19,995 - - 19,995 - - |
| 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 |
19 октября 20 октября 27 октября 29 октября 30 октября 31 октября 2 ноября 10 ноября 14 ноября 20 ноября 21 ноября 27 ноября |
Молния- 2 Космос-602 Космос-603 Космос-604 Интеркосмос- 10 Космос-605 Космос-606 Космос-607 Молния- 1 Космос-608 Космос-609 Космос-610 |
40600 365 380 647 1477 424 39360 364 39140 528 370 515 |
630 213 213,5 624 265 221 626 214 480 281 207 360 |
62,8 72,9 72,9 81,2 74 62,8 62,8 72,9 65 71 70 74 |
12 час 16 мин 90 90,1 97,2 102 90,7 710 90 11 час 42 мин 92,3 90 95,2 |
- - - - - - - - - - - - |
| 73 74 75 76 77 78 79 80 |
28 ноября 28 ноября 30 ноября 30 ноября 4 декабря 13 декабря 17 декабря 18 декабря |
Космос-611 Космос-612 Космос-613 Молния- 1 Космос-614 Космос-615 Космос-616 Союз-13 |
507 371 295 40900 830 859 355 272 |
280 214 195 460 770 280 214 225 |
71 72,9 51,6 62,7 74 71 72,9 51,6 |
92 90,1 89,1 12 час 17 мин 100,7 95,7 89,9 89,22 |
- - - - - - коррекции на 5 витке по- лета |
| 81 |
19 декабря |
Космос-617÷624 |
1511 |
1404 |
74 |
114,8 |
Восемь ИСЗ выведены на ор- биту одной ракетой-носи- телем |
| 82 83 84 85 86 |
21 декабря 25 декабря 26 декабря 27 декабря 29 декабря |
Космос-625 Молния-2 Ореол-2 Космос-626 Космос-627 |
346 40865 1995 280 1032 |
214 466 407 257 991 |
72,8 62,8 74 65 83 |
89,8 12 час 17 мин 109,2 89,7 105 |
- - - - - |
«Молния». Для эксплуатации системы дальней телефонно-телеграфной радиосвязи, передачи программ Центрального телевидения СССР на пункты сети «Орбита» и международного сотрудничества в течение 1973 г. состоялись запуски четырех спутников «Молния-1» и четырех спутников «Молния-2».
«Метеор». В 1973 г. были запущены два ИСЗ «Метеор». Основной задачей запусков спутников являлось получение метеорологической информации, необходимой для использования в оперативной службе погоды. Метеорологическая аппаратура спутников обеспечивала получение изображений облачности, снежного покрова на освещенной и теневой сторонах земного шара, а также получение данных об отражаемой и излучаемой Землей и атмосферой тепловой энергии.
В 1973 г. продолжались геофизические исследования путем ракетного зондирования атмосферы.
Искусственные спутники Земли (ИСЗ)
В 1973 г. за рубежом выведены на орбиты 18 ИСЗ, в т. ч. 16 американских (три серии «Эксплорер», один - NOAA, один - «Транзит», два - DSCS, один метеорологический спутник ВВС и восемь секретных спутников военного назначения), один канадский («Аник-2») и один международного консорциума INTELSAT (INTELSAT-4E). Спутники «Аник-2» и INTELSAT-4E выведены на орбиты американскими ракетами-носителями.
Основные сведения об орбитах перечисленных ИСЗ помещены в таблице. Ниже дается описание некоторых из них.
«Эксплорер-49» (табл., № 5). Второй американский исследовательский спутник типа RAE 1 (RAE-B, рис. 1), предназначенный для радиоастрономических исследований: регистрации низкочастотных (0,02 -13 Мгц) радиоизлучений Солнца, Юпитера, Млечного пути и других галактик. В отличие от первого спутника этого типа (RAE-A, «Эксплорер-38», см. Ежегодник БСЭ 1969 г., с. 500), спутник «Эксплорер-49» выведен не на геоцентрическую, а на селеноцентрическую орбиту, чтобы избежать помех, создаваемых радиошумами земного происхождения: во время захода спутника за Луну она экранирует его от излучений Земли. Масса спутника 334 кг. По конструкции и оборудованию спутник RAE-B аналогичен спутнику RAE-A и подобно ему снабжен двумя V-образными антеннами, составляемыми четырьмя стержнями длиной по 230 м, которые развертываются после выхода спутника на селеноцентрическую орбиту. Стержни образуются из предварительно напряженной ленты, сматываемой с барабана и пропускаемой через фильеру. На спутнике RAE-B, в отличие от спутника RAE-A, установлены сбрасываемый бортовой РДТТ (тяга 80 кг, продолжительность работы 20 сек), который обеспечивает торможение спутника для перевода его с траектории полета к Луне на селеноцентрическую орбиту, и сбрасываемая жидкостная двигательная установка (два ЖРД тягой по 2, 3 кг и четыре сферических бачка с гидразином), которая обеспечивает коррекцию траектории на трассе полета «Земля-Луна» и коррекцию селеноцентрической орбиты.
1 Radio Astronomy Explorer -«Эксплорер» для радиоастрономических исследований.
«Эксплорер-50» (табл., № 12). Десятый и последний американский спутник серии IMP1 (IMP-J, рис. 2), предназначенный для исследования радиации, космических лучей, солнечного ветра, магнитных и электрических полей. Масса спутника 395 кг. По конструкции и служебному оборудованию он аналогичен спутнику IMР-Н («Эксплорер-47», см. Ежегодник БСЭ 1973 г., с. 529-30). Орбиты спутников «Эксплорер-50» и «Эксплорер-47» почти совпадают, причем угловое расстояние между двумя спутниками часто бывает близким к 180°. Это дает возможность одновременно проводить измерения в двух точках пространства, расположенных с противоположных сторон Земли. Например, можно одновременно исследовать эффекты солнечных вспышек на околоземное пространство на дневной и на ночной сторонах планеты. Первый спутник IMP был запущен в 1963 г. Спутник IMP-J рассчитан на активное существование в течение года. Таким образом, к концу работы спутника IMP-J исследованиями с помощью спутников IMP будет охвачен весь 11-летний солнечный цикл (1963-1974 гг.).
1 Interplanetary Monitoring Platform - платформа для исследования межпланетного пространства.
«Эксплорер-51» (табл., № 18). Первый спутник серии АЕ (АЕ-С, рис. 3) «второго поколения»1 для комплексных исследований верхних слоев атмосферы от 120 км и выше. Масса спутника 660 кг, в т. ч. научная аппаратура - 95 кг, а бортовой запас гидразина для коррекции траектории - 170 кг. Корпус имеет форму правильной 16-гранной призмы (высота 1,14 м, поперечный размер 1,37 м). Смонтированные на корпусе ~ 10 000 солнечных элементов обеспечивают общую мощность 160 вт; для работы научных приборов требуется мощность 114 вт. В системе электропитания используются также никель-кадмиевые батареи. На орбите спутник может ориентироваться по трем осям (точность ориентации 1 угловая минута) или стабилизироваться вращением (1 -10 об/мин), при этом ось вращения должна быть перпендикулярна плоскости орбиты.
Блок научной аппаратуры включает в себя УФ спектрометры для регистрации излучений Солнца и земной атмосферы, фотометр для регистрации светимости неба и полярных сияний, масс-спектрометр и спектрометр для определения концентрации нейтральных газов, акселерометр для расчета плотности атмосферы по торможению спутника, приборы для определения ионной и электронной концентрации в атмосфере и пр. (всего 14 приборов).
Спутник выведен на «исходную» орбиту с высотой перигея 156 км и высотой апогея 4305 км. В первые 5- 6 месяцев он должен примерно 5 раз переводиться на орбиту с высотой перигея 120 км, а, спустя несколько суток, возвращаться на исходную орбиту. Эти маневры, а также компенсацию аэродинамического торможения в перигее исходной и низкой орбиты обеспечивает бортовая двигательная установка. Когда запас гидразина для нее будет почти полностью выработан (примерно через 6 месяцев после старта) спутник должен быть переведен на круговую орбиту высотой ~300 км, которая уже корректироваться не будет. Согласно расчетам, по этой орбите спутник сможет обращаться примерно в течение года.
1 О спутниках АЕ «первого поколения» см. Ежегодник БСЭ 1967 г., с. 506.
NOAA-3 (табл., № 14). Очередной американский метеорологический спутник NOAA (ITOS-F)1 Масса спутника 340 кг. По конструкции и служебному оборудованию спутник аналогичен предыдущим спутникам ITOS (см. Ежегодник БСЭ 1971 г., и 1973 г.). На нем установлены те же научные приборы, что на спутнике NOAA-2 (ITOS-D).
1 Эти спутники запускаются NASA, а после выхода на орбиту передаются Национальному управлению по исследованию океана и атмосферы (NOAA-National Oceanic and Atmospheric Administration). В документах NASA спутники называются ITOS (Improved Tiros Operational Satellite - усовершенствованный эксплуатационный спутник «Тирос»). 16 июля 1973 г. был запущен спутник ITOS-E, но вследствие неисправности второй ступени ракеты-носителя на орбиту не вышел. Спутник ITOS-F выполняет задачи, предусматривавшиеся для спутника JTOS-E.
Транзит (табл., № 13). Очередной спутник для использования в навигационной спутниковой системе ВМС США, получившей название «Навсат» 1. Система эксплуатируется с 1964 г. В последние годы в ней используются пять спутников. Запуск спутника 29 октября 1973 г. был вызван необходимостью замены одного из пяти эксплуатируемых спутников системы, у которого нарушилась система стабилизации (этот спутник работает с 1967 г.). Эксплуатационный образец спутника «Транзит» (см. Ежегодник БСЭ, 1964 г.,) имеет массу -60 кг, корпус его (рис. 4) - многогранная призма (высота 30,5 см, поперечный размер 45,7 см).
1 NAVSAT (Navigation Satellite) - навигационный спутник.
DSCS-3 и DSCS-4 (табл., № 16 и 17). Вторая пара спутников модели DSCS-2 для использования в усовершенствованной военной системе связи, которая должна обеспечивать глобальную непрерывную скрытую «стратегическую» и «тактическую» связь (радиотелефония, передача цифровой и видеоинформации) при многостанционном доступе. Масса спутников по 558 кг. Они представляют собой усовершенствованную модель спутников DSCS-1 и DSCS-2 (см. Ежегодник БСЭ 1972 г.).
Метеорологический спутник (без названия) ВВС США (табл., № 8) 1. Очередной спутник для системы сбора метеорологической информации в интересах ВВС и ВМС США. Для нормального функционирования этой системы на орбите в каждый данный момент должны находиться два работающих спутника. Система создана в 1966 г., после чего периодически запускаются спутники для замены тех, которые вышли из строя или неисправны.
Масса спутника 195 кг. Корпус его (рис. 5) имеет форму 12-гранной усеченной пирамиды (высота 1,64 м, поперечник большего основания 1,3 м, меньшего - 1,1 м). На 11 из 12 граней корпуса смонтированы солнечные элементы, на оставшейся грани - турникетная антенна. В системе терморегулирования предусмотрены жалюзи. Трехосная система ориентации использует индукционную катушку, взаимодействующую с магнитным нолем Земли (крен, рыскание), и маховик (тангаж). Для определения земной вертикали служит инфракрасный датчик. Выходная мощность бортового передатчика 6 вт. Полезная нагрузка спутника - четырехканальный радиометр фирмы Westinghouse и восьмиканальный радиометр фирмы Barnes Engineering. С помощью первого радиометра получают изображенния облачного покрова в дневное и в ночное время как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра, однако получение изображений в видимой области спектра в ночное время возможно только при лунном свете. Два канала, работающие в видимом свете (диапазон 0,4-1,1 мк), захватывают и ближнюю инфракрасную область, что позволяет лучше различать облака, сушу и водную поверхность. Рабочий диапазон двух инфракрасных каналов (8-13 мк) выбран с таким расчетом, чтобы они регистрировали перистые облака, которые могут быть прозрачными в видимом свете. Два видимых канала обеспечивают разрешение 0,63 и 3,7 км, два инфракрасных - 0,67 и 4,4 км. С помощью второго радиометра (~15 мк) получают вертикальный температурный профиль атмосферы.
В метеорологической системе ВВС используются стационарные и мобильные (транспортируемые самолетами) станции. Последние позволяют командирам войсковых соединений получать метеоданные тактического характера непосредственно от спутников в реальном масштабе времени. Эти данные использовались, в частности, при планировании действий авиации во Вьетнаме.
1 Ранее в Ежегодниках БСЭ эти спутники включались в раздел «Секретные спутники ВВС США» и назывались «Спутники метеорологической предразведки» (см. Ежегодник БСЭ 1973 г., с. 535). В 1973 г. эти спутники были рассекречены и выяснилось, что их функции гораздо шире метеорологической предразведки.
Секретные спутники ВВС США. Официальных сведений о названиях и задачах секретных спутников не публикуется. Согласно неофициальным сведениям, в 1973 г. были выведены на орбиты секретные спутники следующих типов:
1. Два спутника для детальной фоторазведки (табл., № 4 и 11). О таких спутниках см. Ежегодник БСЭ 1973 г. Первый из этих спутников прекратил существование 13 июня 1973 г., второй - 29 октября 1973 г. Согласно предположениям некоторых обозревателей, эти два спутника использовались не для детальной фоторазведки, а для испытаний экспериментальной аппаратуры, которую в будущем предполагают установить на спутниках для наблюдения за океаном. Эта аппаратура, как полагают, включает в себя приборы, работающие как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра. Согласно расчетам, работающая в инфракрасной области спектра сканирующая камера типа камеры MSS на спутнике ERTS-1 (см. Ежегодник БСЭ 1973 г) обеспечила бы достаточное разрешение для наблюдения крупных военных кораблей. Бортовое вычислительное устройство спутника могло бы автоматически производить идентификацию кораблей по характеристическому излучению самого корабля и его кильватерного следа. Тогда удалось бы в существенной мере уменьшить объем информации, передаваемой со спутника на Землю.
2. Три спутника «Биг Бёрд» («Бит Бёрд-4, -5 и -6», табл., № 2, 7 и 15) для обзорной и детальной фоторазведки, запускаемые по программе 467. О таких спутниках см. Ежегодник БСЭ 1973 г. Дополнительно сообщается, что установленная на спутнике камера фирмы Perkin-Elmer для детальной разведки при съемке с высоты 160 км обеспечивает разрешение лучше 0,3 м. По некоторым сведениям, камера снабжена 3-метровым телескопом. Для возвращения отснятой этой камерой пленки служат шесть контейнеров. При длительности существования спутников 3 месяца контейнеры могут возвращаться на Землю с интервалами 2-3 недели. Возможно, в состав аппаратуры спутника, входят телевизионная камера, имеющая телеобъектив с переменным фокусным расстоянием, камеры для съемки в инфракрасных лучах, а также радиолокатор бокового обзора (сообщалось, что сигналы этого радиолокатора якобы были приняты некоторыми радиотелескопами). В дальнейшем на спутниках «Биг Бёрд» предполагают дополнительно устанавливать ретрансляторы для обеспечения связи наземных средств с самолетами стратегической авиации в полярных районах.
Первый из трех спутников «Биг Бёрд», запущенных в 1973 г., прекратил существование 19 мая 1973 г., второй - 12 октября 1973 г., третий продолжал работать в 1974 г.
Рис. 1. Спутник «Эксплорер-49» (RAE-B): 1 -бортовой РДТТ; 2 - стержень дипольной антенны; 3 - стержень V-образной антенны (масштаб не выдержан); 4 - груз на конце стержня; 5-антенна телеметрической системы (всего 4); 6-жидкостная двигательная установка; 7 - панель с солнечными элементами (всего 4). Рис. 2. Спутник «Эксплорер-50» (IMP- J). Рис. 3. Спутник «Эксплорер-51» (АЕ-С). Рис. 4. Эксплуатационный образец спутника «Транзит» (на последней ступени ракеты-носителя со сложенными панелями солнечных элементов). Рис. 5. Метеорологический спутник ВВС США. Рис. 6. Автоматическая межпланетная станция «Маринер-10»: 1 - всенаправленная антенна; 2 -прибор для исследования солнечной плазмы; 3-трехосные индукционные магнитометры; 4 -солнцезащитные экраны магнитометров; 5 -комплект приборов («телескоп») для регистрации заряженных частиц; 6-ультрафиолетовый спектрометр на корпусе станции; 7 - теплоизоляция; 8 - панель с солнечными элементами (обратная сторона); 9 - микродвигатели для ориентации по крену и рысканию (на торцах панелей 8); 10 - звездный датчик; 11 - отражатель остронаправленной антенны; 12-микродвигатели для ориентации по тангажу (на корпусе станции); 13-радиопередатчик диапазона X; 14-солнечный датчик; 15- сканирующая платформа; 16 - телевизионные камеры; 17-ультрафиолетовый спектрометр на сканирующей платформе; 18-инфракрасный радиометр; 19-солнцезащитный экран станции; 20-жалюзи системы терморегулирования; 21- солнечные элементы.
Рис. 7. Основные элементы станции «Скайлэб», включая пристыкованный к ней транспортный корабль «Аполлон» (описание см. на с. 532 - 33): 1 - транспортный корабль; 2 - причальная конструкция; 3 - комплект астрономических приборов ATM; 4 - шлюзовая камера; 5 - отсек оборудования ракеты-носителя «Сатурн-5», конструктивно входящий в состав станции; 6 - блок станции. Рис. 8. Схематическое изображение блока станции (описание см. на с. 532 - 33): 1 -люк из шлюзовой камеры; 2 - холодильники, морозильники и неохлаждаемые контейнеры для пищевых продуктов в лабораторном отсеке; 3 - вентилятор на помещении для личной гигиены; 4 - консоль для крепления панели с солнечными элементами; 5 - помещение для сна в бытовом отсеке; 6 - помещение для личной гигиены; 7 - помещение для проведения досуга, приготовления и приема пищи; 8 - шлюз для сбрасывания отходов; 9 - решетка, задерживающая твердые отходы; 10 - вакуумированная емкость для сбора отходов; 11 - радиатор; 12 - помещение для тренировок и проведения экспериментов; 13 - баки с водой; 14 - хранилища; 15 - воздухопровод; 16 - хранилища для пленки; 17 -шлюз для выноса в открытый космос научной аппаратуры; 18 - баллоны со сжатым азотом для двигателей системы ориентации TAGS.
3. Один эксплуатационный спутник IMEWS (IMEWS-4, табл., № 6) для раннего обнаружения запусков стратегических ракет с наземных стартовых установок и с подводных лодок, а также для регистрации ядерных взрывов и выполнения других задач военного характера. О таких спутниках, запускаемых по программе 647, см. Ежегодник БСЭ 1973 г.. Сообщалось, что инфракрасные детекторы на спутниках IMEWS по невыясненной причине начали постепенно терять чувствительность. Высказывались предположения, что это результат ядерных взрывов в атмосфере, проводившихся Францией и КНР.
4. Один экспериментальный спутник BMEWS (BMEWS-7, табл., № 1) для отработки оборудования, обеспечивающего обнаружение запусков стратегических ракет. О таких спутниках см. Ежегодник БСЭ 1973 г.. Высказываются предположения, что спутники BMEWS, запущенные в последнее время, служат для выяснения причин ослабления чувствительности инфракрасных детекторов на спутниках IMEWS или для испытаний усовершенствованных детекторов. Допускают также, что на спутниках BMEWS проходят испытания детекторы нового типа, которые обеспечивают не только обнаружение запусков ракет, но и сопровождение их головных частей на среднем участке траектории, что позволит рассчитать точку падения.
5. Экспериментальный спутник (табл., № 9), запущенный по программе 711, для испытаний оборудования и отработки технических проблем связи со стратегическими бомбардировщиками, совершающими полеты в полярных областях. В отличие от всех остальных современных зарубежных связных спутников гражданского и военного назначения, выводимых на стационарную или близкую к стационарной орбиту, этот спутник обращается по эллиптической орбите с наклонением 63,2°. Такая орбита, в отличие от стационарной, позволяет охватить связью полярные районы. Сильно вытянутая эллиптическая орбита с апогеем над Северным полушарием обеспечивает для находящихся там потребителей длительную зону видимости. Это второй такой спутник, запущенный в США (о первом см. Ежегодник БСЭ 1972 г.).
«Аник-2» (табл., № 3). Второй связной спутник «Аник» для коммерческой системы связи, обслуживающей территорию Канады. Изготовлен в США с участием канадских фирм. Полностью аналогичен спутнику «Аник-1» (см. Ежегодник БСЭ 1973 г.). Несколько ретрансляторов спутника арендуется американскими фирмами для обслуживания связью территории США.
INTELSAT-4E (табл., № 10). Пятый спутник серии INTELSAT-4 для использования в глобальной коммерческой системе связи. Выведен на стационарную орбиту над Атлантическим океаном, где он играет роль запасного для спутников INTELSAT-4A и INTELSAT-4B, эксплуатируемых в настоящее время. Спутник INTELSAT-4E полностью аналогичен ранее запущенным спутникам серии INTELSAT-4 (см. Ежегодники БСЭ 1972 г. и 1973 г.).
В начале декабря 1973 г. совершила пролет около Юпитера АМС «Пионер-10», запущенная в 1972 г. 6 апреля 1973 г. ракетой-носителем «Атлас-Центавр-Бернер-2» была запущена АМС «Пионер-11» для исследований Юпитера и Сатурна с пролетной траектории. 3 ноября 1973 г. ракетой-носителем «Атлас-Центавр» была запущена AMС «Маринер-10» для исследования Венеры и Меркурия с пролетной траектории.
«Пионер-10». Станция, предназначенная для съемки и зондирования Юпитера, была выведена на траекторию полета к Юпитеру 3 марта 1972 г. (см. Ежегодник БСЭ 1973 г.). Совершая полет по этой траектории, станция 15 февраля 1973 г. вышла из пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
Исследования на межпланетной траектории показали, что концентрация метеорных частиц размером ~ 1 мк уменьшается по мере удаления от Солнца и на расстоянии 3,5 астрономической единицы, т. е. у внешней границы пояса астероидов, падает почти до нуля. Вопреки ожиданиям, в поясе астероидов не возросла концентрация частиц размером ~10 мк, представляющих наибольшую опасность для космических аппаратов. Частиц размером 100-1000 мк в поясе астероидов почти в три раза больше, чем между орбитой Земли и этим поясом. Частиц размером более 1000 мк бортовой комплект оптических телескопов «Сизиф», предназначенных для регистрации астероидов и метеорных тел, не обнаружил. Напряженность солнечного магнитного поля, плотность солнечного ветра и число частиц высокой энергии солнечного происхождения уменьшаются примерно пропорционально квадрату расстояния от Солнца. В космических лучах впервые обнаружены атомы алюминия и натрия. В межпланетной среде зарегистрированы атомы гелия, которые, по-видимому, принадлежат межзвездному газу.
Съемка Юпитера (с помощью фотополяриметра) началась 4 ноября 1973 г. С 4 по 25 ноября сеансы съемки велись по 3-6 час в сутки, начиная с 25 ноября - круглосуточно.
На снимках видно, что Юпитер покрыт концентрическими полосами серого, оранжевого, красно-коричневого, желтого и синего цветов. Отчетливо выделяется «Красное пятно», которое имеет несколько заостренные концы. Границы пятна резко очерчены и имеют более темный цвет, чем внутренняя часть.
Снимок Юпитера, полученный AMС «Пионер-10» (видны «Красное пятно» и тень спутника Ио на поверхности планеты).
4 декабря в 2 час 25 мин по Гринвичу АМС «Пионер-10» прошла на минимальном расстоянии от Юпитера - 131 000 км от вершин облаков или 2,85 радиуса от центра планеты. АМС прошла над восточным или правым (для земного наблюдателя) лимбом Юпитера и облетела планету против часовой стрелки (если смотреть со стороны северного полюса эклиптики), т. е. по вращению планеты. Наклонение облетной траектории к юпитерианскому экватору составляло 14°. Под влиянием поля тяготения планеты траектория АМС искривилась почти иод прямым углом, и АМС стала двигаться по касательной к орбите Юпитера.
В 2 час 39 мин 4 декабря АМС прошла позади спутника Юпитера Ио (Покрытие длилось 91 сек), затем зашла за Юпитер (покрытие длилось 64 мин) и в тень Юпитера (на 50 мин).
Согласно расчетам, продолжая полет, АМС пересечет орбиту Сатурна в 1976 г., орбиту Урана - в 1979 г., орбиту Нептуна - в 1983 г. и орбиту Плутона - в 1987 г. Связь с АМС надеются поддерживать примерно до 1978 г. (до момента удаления от Земли на ~ 3 млрд. км).
Ниже приводятся некоторые сугубо предварительные результаты исследования Юпитера, его спутников и околопланетного пространства с помощью приборов АМС «Пионер-10».
Магнитометр показал, что ось магнитного поля Юпитера наклонена на 15° к оси вращения планеты. Источник магнитного поля несимметричен относительно центра планеты и несколько смещен к северу от экваториальной плоскости. Напряженность магнитного поля на поверхности планеты определена в 4 гс. Наиболее важным открытием является сильная концентрация захваченной радиации вокруг плоскости магнитного экватора Юпитера (см. рисунок). По мнению некоторых ученых, в магнитосфере этой планеты определяющими являются иные электродинамические процессы, чем в магнитосфере Земли. Концентрация радиации в ограниченной зоне объясняет тот факт, что уровни интенсивности полей и частиц, регистрировавшиеся приборами АМС, изменялись с 10-часовым периодом. Очевидно, вследствие наклона магнитной оси к оси вращения планеты, экваториальный пик интенсивности проходил через АМС примерно синхронно с периодом вращения планеты вокруг оси (10 час). Концентрация радиации - важный фактор для планирования будущих полетов, в частности трассы пролета около Юпитера АМС «Пионер-11». Межпланетные станции могут подойти сравнительно близко к планете, минуя экваториальную зону и тем самым не подвергая опасности радиационного повреждения бортовое оборудование.
Магнитосфера Юпитера, по данным АМС «Пионер-10»
Детекторы радиации показали, что в зоне протяженностью 35 радиусов от центра Юпитера поля и частицы вращаются с той же скоростью, что планета! Энергия захваченных частиц особенно высока в зоне 10 радиусов. На расстоянии трех радиусов поток электронов с энергией свыше 3 Мэв составляет 5-108 частиц/см2сек, поток протонов с энергией свыше 30 Мэв- 4·106 частиц/см2сек. АМС получила дозу радиации ~ 500 000 рад (на грани критической для некоторого бортового оборудования).
Ультрафиолетовый спектрометр зарегистрировал водородную линию Лайман-альфа (1216Ằ) и соответствующую гелиевую линию (584Ằ). Наличие гелия на Юпитере обнаружено впервые, хотя ранее было предсказано теоретически. Отношение водорода к гелию еще не рассчитано, так как это весьма трудоемкая работа.
С помощью инфракрасного радиометра в диапазонах 20 и 40 мк было получено распределение температур но диску планеты. Общий тепловой поток от Юпитера в 2,5 раза превышает энергию, получаемую планетой от Солнца. По мнению ряда ученых, планета, очевидно, все ещё проходит стадию гравитационного сжатия, при котором потенциальная энергия переходит в тепловую.
Радиозондирование во время захода АМС за планету показало, что у нее есть многослойная ионосфера.
Небесномеханические исследования по траекторным измерениям дали следующие предварительные значения для плотности спутников Юпитера (в г/см3): Ио 3,48, Европа 3,07, Ганимед 1,94, Каллисто 1,65. При этом исходили из следующих значений радиуса этих спутников (в км): Ио - 1829, Европа - 1550, Ганимед - 2635, Каллисто - 2500. Отмечается характерная особенность: чем дальше спутник отстоит от Юпитера, тем меньше его плотность. Масса Юпитера лишь весьма незначительно превышает величину, определенную по наземным наблюдениям. По данным траекторных измерений рассчитано, что отношение массы Солнца к массе Юпитера составляет 1047,341. Сжатие планеты на основании этих данных определено равным 0,065.
Детекторы метеорных частиц показали, что их плотность у Юпитера в 300 раз выше, чем в межпланетном пространстве: на межпланетной траектории частицы регистрировались в среднем каждые 600 час, при пролете около Юпитера - каждые 2 час.
«Пионер-11». Основные задачи станции - изучение магнитного поля Юпитера и его радиационных поясов, исследование теплового баланса и распределения температуры во внешней атмосфере планеты, получение изображений планеты и некоторых ее спутников в видимом свете, уточнение эфемерид и массы планеты. На траектории полета к Юпитеру и после пролета около планеты предусматриваются исследования солнечного ветра, межпланетного магнитного поля, космических лучей, а также метеорного вещества, в первую очередь в поясе астероидов. Станция должна совершить пролет около Юпитера 2 декабря 1974 г. на расстоянии примерно 42 тыс. км и под влиянием тяготения этой планеты перейти на траекторию движения к Сатурну. Пролет около этой планеты состоится в октябре 1979 г.
Масса АМС «Пионер-11» 258,5 кг, в т. ч. научные приборы - 30 кг. По конструкции, служебному и научному оборудованию АМС «Пионер-11» аналогична АМС «Пионер-10» (см. Ежегодник БСЭ 1973 г.), но дополнительно на ней установлен индукционный магнитометр для. измерения интенсивных магнитных полей вблизи Юпитера (диапазон измерений прибора до 106 гамм).
«Маринер-10». Основные задачи станции - съемка и зондирование Венеры и Меркурия с пролетной траектории (в поле тяготения Венеры станция совершает пертурбационный маневр и переходит на трассу полета к Меркурию). С помощью телевизионных камер станции предполагали получить ~5700 снимков Венеры и ~ 2740 снимков Меркурия. Особое внимание уделялось исследованиям Меркурия: помимо съемки, предусматривались измерения теплового излучения поверхности, поиски горячих участков, определение состава атмосферы планеты, если она существует, поиски магнитосферы, регистрация ударной волны, частиц, захваченных магнитным полем планеты, «хвоста» магнитосферы, уточнение массы и радиуса Меркурия, а также гармоник гравитационного поля планеты.
Масса АМС «Маринер-10» (рис. 6) 526 кг, в т. ч. научные приборы - 77 кг. Корпус имеет форму восьмигранной призмы (поперечный размер 1,3 м). Размах панелей с солнечными элементами 8 м. Система терморегулирования использует нагреватели, жалюзи, теплозащиту из стеклоткани «бета», теплоизоляцию, а также солнцезащитный экран из стеклоткани «бета» и каптоновой пленки с алюминиевым покрытием. Такой экран необходим потому, что траектория станции пролегает на очень близком расстоянии от Солнца. В системе ориентации применяются солнечные датчики, звездный датчик, захватывающий Канопус или Вегу, и гиростабилизированная платформа, а в качестве исполнительных органов - два (один запасной) комплекта по шесть микродвигателей, работающих на сжатом азоте. Точность ориентации по тангажу и рысканию 0,25°. Запас азота для микродвигателей 3,6 кг. Четыре панели с солнечными элементами (общая площадь 5,25 м2) обеспечивают мощность 475 вт при пролете около Меркурия. Чтобы предотвратить нагрев солнечных элементов св. 100 °С, с приближением к Солнцу панели постепенно поворачиваются относительно продольной оси, пока не установятся под углом 70° к направлению на Солнце. До развертывания панелей, а также в период проведения коррекций траектории, когда панели не обращены к Солнцу, электропитание обеспечивает аккумуляторная батарея. На станции установлены приемник диапазона S, два (один запасной) передатчика диапазона S (2113 Мгц) и передатчик диапазона X (8415 Мгц). Всенаправленная антенна станции работает в диапазоне S, остронаправленная поворотная антенна - как в диапазоне S (коэффициент усиления 28 дб), так и в диапазоне X (38,5 дб). Остронаправленная антенна имеет отражатель диаметром 1,37 м, вынесенный на стержне длиной 1 м. Информативность при передаче телевизионных изображений до 117 600 бит/сек, телеметрической информации- до 2450 бит/сек. Емкость бортового записывающего устройства 1,6 X 108 бит. Корректирующая двигательная установка (тяга 23 кг) работает на продуктах разложения гидразина, запас которого составляет 27,2 кг и обеспечивает суммарное приращение скорости 115 м/сек.
В состав научной аппаратуры входят две идентичные телевизионные камеры каждая с телеобъективом (фокусное расстояние 1500 мм, угол зрения 0,5°) и широкоугольным объективом (68 мм, 11 -14°). Съемка производится в видимых и ультрафиолетовых лучах. Последнее особенно важно для получения изображений облачного покрова Венеры. Камеры установлены на сканирующей платформе, которая может поворачиваться по двум осям (по одной на 255°, по другой от +58° до -180°). На этой же платформе установлен один ультрафиолетовый спектрометр, второй монтируется на корпусе станции. Кроме того, на корпусе смонтированы инфракрасный радиометр, детектор солнечной плазмы, включающий в себя сканирующий спектрометр и сканирующий электростатический анализатор, а также комплект («телескоп») счетчиков Гейгера - Мюллера для регистрации заряженных частиц. На штанге длиной 7 м вынесены два магнитометра.
Станция «Маринер-10» запущена 3 ноября 1973 г. и выведена на траекторию полета к Венере. На приземном участке с помощью бортовых телевизионных камер получено несколько сот снимков Земли и Луны в основном с целью калибровки камер. 13 ноября 1973 г. проведена первая коррекция траектории станции на трассе «Земля-Венера», 21 января 1974 г.- вторая коррекция. Пролет около Венеры станция совершила 5 февраля, около Меркурия - 29 марта 1974 г. Коррекция гелиоцентрической орбиты станции после первого пролета около Меркурия обеспечила повторный пролет около этой планеты 21 сентября 1974 г. на расстоянии 50 000 км.
Экспериментальная орбитальная станция «Скайлэб» (без космонавтов) была запущена в 1973 г. в США. На нее пилотируемыми транспортными кораблями «Аполлон» были доставлены три экипажа по три космонавта. Первый экипаж провел на станции 28 суток (с 25 мая по 22 июня), второй - 59 суток (с 28 июля по 25 сентября), третий и последний - 84 суток (с 16 ноября 1973 г. по 8 февраля 1974 г.). Основные задачи программы «Скайлэб»- изучение влияния длительной невесомости на физическое состояние и работоспособность космонавтов, медицинские эксперименты, наблюдения Солнца, исследования природных ресурсов Земли, технологические эксперименты, испытания различного оборудования и ряд других исследований и экспериментов. Станция «Скайлэб»- экспериментальная. С ее помощью предполагали получить информацию, важную для создания в будущем эксплуатационных долговременных обитаемых орбитальных станций, а также для перспективных длительных пилотируемых полетов к планетам.
Станция «Скайлэб» при запуске с Земли имеет массу 88,9 т, на орбите (после отделения сбрасываемой секции головного обтекателя) - 77,1 т. Длина станции на орбите ~25 м. Она состоит из следующих основных элементов (рис. 7):
1. Блок станции (длина 14,66 м, диаметр 6,6 м, герметизированный объем с искусственной атмосферой 292 м3, масса 35,38 т). Блок создан на основе ракеты S-4B, разработанной в свое время в качестве третьей ступени ракет-носителей «Сатурн-IB» и «Сатурн-5». Водородный бак ракеты (рис. 8) перегорожен на два отсека: бытовой и лабораторный. В бытовом отсеке выгорожено четыре помещения: для сна, для личной гигиены, для проведения досуга, приготовления и приема пищи, для тренировки и проведения экспериментов. Кислородный бак ракеты (объем 80 м3) вакуумирован и служит для сбора отходов, которые сбрасываются в него из бытового отсека через шлюз.
2. Шлюзовая камера (5,36 м; 1,6-3,0 м; 17,4 м3; 22,2 т). В ней находится люк для выхода в открытый космос. Внутри шлюзовой камеры размещены многие агрегаты системы жизнеобеспечения и аккумуляторные батареи, с внешней стороны - баллоны с запасами кислорода и азота.
3. Причальная конструкция (5,27 м; 3,0 м; 32,3 м3, 6,26 т). Она оборудована двумя причалами со стыковочными узлами. Осевой причал основной, боковой - запасной. В причальной конструкции расположены пульты управления комплектом астрономических приборов ATM для наблюдений Солнца и комплектом приборов EREP для исследования природных ресурсов Земли. Приборы EREP размещены внутри и вне причальной конструкции.
4. Комплект астрономических приборов ATM (4,4 м; 3,3 м; 11,8 т). Он вынесен на ферменной конструкции, которая после выхода станции на орбиту откидывается на 90°. Помимо астрономических приборов, комплект несет бортовые ЦВМ, силовые гироскопы системы ориентации, четыре из шести панелей с солнечными элементами, аккумуляторные батареи и ряд других агрегатов служебных систем станции.
Система жизнеобеспечения станции рассчитана на создание кислородно-азотной атмосферы (74% кислорода и 26% азота) при давлении 0,35 кг/см2. Комфортная температура воздуха 21±5 °С. Бортовой запас кислорода при запуске станции составлял 2,23 т, азота - 0,6 т (не считая запаса азота для двигателей системы ориентации TACS), воды - 2,7 т, пищевых продуктов - 0,67 т. Все расходуемые материалы при этом рассчитывались на обеспечение пребывания на станции трех экипажей в общем в течение 140 суток.
Система терморегулирования использует жидкостную систему охлаждения, где циркулирует хладагент, отдающий тепло в радиаторе, нагреватели, специальную окраску и теплоизоляцию. Определенную роль в системе терморегулирования должен был играть метеорный экран, окружающий блок станции. Он состоит из панелей алюминиевого сплава толщиной 0,6 мм, которые на участке выведения прижаты к корпусу, а после выхода станции на орбиту отодвигаются от него на 12 см.
Система электропитания использует две панели с солнечными элементами на блоке станции и четыре панели на комплекте ATM. Размах панелей на блоке станции ~30 м, общая площадь 110 м2, обеспечиваемая средняя мощность не менее 3800 вт, пиковая - 11 900 вт. От солнечных элементов этих панелей подзаряжаются восемь аккумуляторных батарей в шлюзовой камере. Емкость каждой батареи 33 а-час, они могут в течение одного витка обеспечивать мощность 3830 вт. Размах панелей на комплекте ATM также ~30 м, общая площадь 110 м2, обеспечиваемая средняя мощность не менее 3700 вт, пиковая - 10 500 вт. От солнечных Элементов этих панелей подзаряжаются восемнадцать аккумуляторных батарей в комплекте ATM. Емкость каждой батареи 20 а-час, они могут в течение одного витка обеспечивать мощность 3700 вт. Предусмотрена возможность перепускания мощности между системами электропитания станции, комплекта ATM и транспортного корабля «Аполлон», когда он пристыкован к станции.
На станции имеются три системы ориентации и стабилизации: TACS, CMG и ЕРС. Система TACS служит для обеспечения успокоения и начальной ориентации станции, а в дальнейшем используется только в случае насыщения силовых гироскопов системы CMG. Система TACS работает как по командам с борта, так и по командам с Земли. В качестве исполнительных органов эта система использует шесть двигателей по 68 кг, работающих на сжатом азоте, который хранится под давлением 218 кг/см2 в 15 сферических баллонах, смонтированных кольцом на заднем днище блока станции. Общий запас азота (~4,4 м3) для двигателей системы TACS обеспечивает суммарный импульс 27 тсек. Система CMG служит для стабилизации станции в заданном положении с точностью 3'. Система использует солнечный датчик, звездный датчик и скоростные гироскопы, а в качестве исполнительных органов - три силовых гироскопа, работающих от асинхронного двигателя. Вес каждого силового гироскопа 189 кг, вес ротора 65,8 кг, диаметр ротора 0,56 м, скорость вращения 9100 об/мин. Система ЕРС обеспечивает наведение астрономических приборов комплекта ATM на выбранный участок солнечного диска или на другое небесное тело с точностью ±2,5". Система использует солнечные датчики и прецизионные гироскопы, а в качестве исполнительных органов - электромоторы.
Взаимодействие трех систем ориентации, а также решение ряда других задач обеспечивают две бортовые ЦВМ (одна запасная) в комплекте ATM. Вес каждой ЦВМ 44 кг, габариты 19 X 48 X 77 см, потребляемая мощность 165 вт, емкость памяти 16000 шестнадцатиразрядных слов, цикл обращения 2,5 мксек, средняя скорость 60 000 операций в сек.
Радиотехническая система включает в себя большое число приемников и передатчиков метрового и дециметрового диапазонов для связи с Землей, а также радиотелетайп, по которому на борт передаются инструкции космонавтам и различная информация. Передача телевидения с борта обеспечивается радиотехнической системой пристыкованного к станции транспортного корабля «Аполлон». Предусмотрены средства внутристанционной связи, устройства для видеозаписи и записывающие устройства для регистрации информации от научных приборов. Радиотехническая система включает в себя приемоответчик метрового диапазона, используемый в сочетании с измерителем дальности на транспортном корабле «Аполлон» при сближении на орбите.
В состав полезной нагрузки станции «Скайлэб» входят астрономические приборы комплекта ATM, приборы для исследований природных ресурсов комплекта EREP, ряд установок для проведения медицинских экспериментов, средства для осуществления технологических экспериментов, а также несколько десятков других приборов, установок, устройств и средств для проведения самых разнообразных исследований. Кроме того, в транспортных кораблях «Аполлон» при доставке на станцию экипажей размещались различные биологические объекты для изучения влияния на них условий невесомости. В состав комплекта ATM входят коронограф, рентгеновский спектрограф, спектрогелиометр, рентгеновский телескоп, ультрафиолетовый рентгеновский спектрогелиограф, ультрафиолетовый спектрограф и два телескопа для наблюдения Солнца в линии Н-альфа. В состав комплекта EREP входят шесть кадровых телевизионных камер, топографическая камера, инфракрасный спектрометр, многодиапазонная сканирующая телевизионная камера, микроволновый зонд и радиометр диапазона L. Для проведения медицинских экспериментов предусмотрены, в частности, велоэргометр, установка для создания отрицательного давления на нижнюю половину тела, вращающееся куполометрическое кресло, установка для взвешивания, бегущая дорожка и т. д. Для проведения технологических экспериментов служат сферическая камера (диаметр 0,4 м) с электронно-лучевой пушкой, а также электрическая печь.
Транспортный корабль «Аполлон» представляет собой модифицированный основной блок лунного корабля «Аполлон» (ОБК, см. Ежегодник БСЭ 1968 г.). Номинальный стартовый вес транспортного корабля (ТК) ~ 14 т, длина 11 м, диаметр 3,9 м. Максимальный вес полезной нагрузки (не считая космонавтов), доставленной в ТК на станцию,- 880 кг; максимальный вес полезной нагрузки, возвращенной в ТК со станции на Землю,- 900 кг.
Расчетная программа предусматривала запуск станции «Скайлэб» без космонавтов 14 мая 1973 г. двухступенчатой ракетой-носителем «Сатурн-5» на круговую орбиту высотой 435 км с наклонением 50°. На следующий день, 15 мая, ракетой-носителем «Сатурн-IB» запускается ТК с первым экипажем, который проводит на станции 28 суток и возвращается в этом же ТК на Землю. Второй экипаж предполагалось доставить на станцию 25 июля, третий - 26 октября 1973 г. Эти два экипажа должны были провести на станции по 56 суток. В интервалах между пребыванием на станции экипажей и после отлета с нее третьего экипажа станцию предполагали использовать для проведения некоторых экспериментов в автоматическом режиме и по командам с Земли.
Запуск станции «Скайлэб». Станция «Скайлэб» (без космонавтов) была запущена двухступенчатой ракетой-носителем «Сатурн-5» 14 мая 1973 г. и выведена на орбиту с высотой перигея 434 км, высотой апогея 437 км и наклонением 50°. Период обращения 93,2 мин. Масса объекта, выведенного на орбиту (станция и вторая ступень ракеты-носителя с остатками топлива), 112 т. На участке выведения, на 63-й секунде полета, под воздействием скоростного напора сорвало метеорный экран, окружающий блок станции. Этот экран, как позже выяснилось, недостаточно плотно прилегал к корпусу. Сорванный экран повредил связи с корпусом одной из двух панелей солнечных элементов (панель № 2) на блоке станции. На орбите при отделении второй ступени от станции истекающая струя тормозных двигателей ступени сорвала панель № 2. Вторая панель (панель № 1) на блоке станции раскрылась неполностью: ее заклинило куском метеорного экрана. Других повреждений на станции не было.
Источниками электроэнергии на станции оставались только четыре панели с солнечными элементами комплекта ATM, обеспечивавшие лишь половину расчетной мощности. В этих условиях на станции все же можно было бы провести часть намеченных исследований, правда, по весьма сокращенной программе и при непременном условии использования для питания оборудования станции батарей водородо-кислородных топливных элементов ТК.
Более серьезной проблемой, чем нехватка электроэнергии, было отсутствие метеорного экрана, играющего важную роль в системе терморегулирования станции: уже 15 мая температура в некоторых помещениях бытового отсека возросла до 38 °С, а температура ряда участков внешней стенки - до 82 °С. 16 мая температура поднялась до 65,6° и 163°, соответственно. Перегрев был опасен для электронного оборудования, запасов пленки, пищи и медикаментов на борту. Кроме того, при высокой температуре некоторые пластмассовые материалы внутри станции могли начать выделять токсичные газы. Чтобы уменьшить концентрацию таких газов, воздух из помещений станции периодически стравливался, а затем они снова наполнялись кислородом и азотом.
Для уменьшения перегрева решили несколько изменить штатную «солнечно-инерциальную» ориентацию станции, при которой продольная ось перпендикулярна направлению на Солнце, и на некоторые участки корпуса постоянно падают отвесные солнечные лучи. После ряда попыток признали самой целесообразной такую ориентацию, при которой продольная ось станции находится под углом 40° к направлению на Солнце. Таким образом был уменьшен угол падения солнечных лучей на наиболее нагревшиеся участки, но начали переохлаждаться другие участки. Последнее было не менее опасно, чем перегрев: падение температуры ниже 0°С могло привести к замерзанию воды в резервуарах и трубопроводах и их разрушению. Путем нового изменения ориентации удалось предотвратить падение температуры ниже 2,8°. Ориентацию станции пришлось изменять многократно, «балансируя на тепловом канате», что приводило к большому перерасходу сжатого азота для двигателей системы TACS.
Запуск ТК с первым экипажем станции отложили с 15 мая сначала на 20, а затем на 25 мая (запуски возможны каждые пятые сутки, когда трасса станции проходит через мыс Канаверал). Было решено, что космонавты возьмут с собой несколько аварийных теплозащитных экранов и, в зависимости от обстоятельств, выберут один из них для установки вместо сорванного метеорного экрана, поскольку другого способа восстановить на станции комфортную температуру не было. Космонавты брали с собой также некоторые инструменты, чтобы попытаться полностью развернуть частично раскрывшуюся панель №1.
Запуск ТК «Аполлон» № 116 с первым экипажем станции был произведен 25 мая 1973 г. ракетой-носителем «Сатурн-IB». В состав первого экипажа входили Чарльз Конрад (командир), Джозеф Кервин (врач-космонавт) и Поль Вейц (второй пилот). Опыт космических полетов имел только Конрад (на спутниках «Джемини-5» и «Джемини-11», а также на космическом корабле «Аполлон-12» в качестве командира второй американской лунной экспедиции). Вес ТК, в который было загружено оборудование для ремонта станции, достигал 14,19 т. Ракета-носитель вывела ТК на начальную орбиту с высотой перигея 156 км, высотой апогея 352 км и наклонением 50° (расчетные величины 150 км, 350 км и 50°). В результате шести маневров ТК через 7 час 40 мин после старта сблизился со станцией. Космонавты начали облет ее для осмотра и оценки повреждений. Была произведена попытка раскрыть панель № 1. Для этого Вейц, высунувшись по плечи из люка ТК, манипулировал крюком на длинной ручке, а Конрад удерживал ТК на расстоянии 1-2 м от панели. Попытка успехом не увенчалась.
Стыковка Т К со станцией была произведена через 15 час 52 мин после старта, причем только с десятой попытки. После девятой неудачной попытки космонавты разгерметизировали кабину ТК и произвели осмотр стыковочного узла, где в одной из электрических цепей обнаружили короткое замыкание. С помощью соединительного кабеля короткое замыкание удалось «обойти».
26 мая космонавты в газовых масках и с детекторами токсичных газов перешли из ТК в помещение станции. Детекторы присутствия токсичных газов не обнаружили. Температура в некоторых помещениях станции достигала 55°. В первую очередь космонавты установили теплозащитный экран. Из трех взятых с собой экранов («зонт», «полог» и «парус») выбрали «зонт». Он был выдвинут из помещения станции на штанге через шлюз для выноса научной аппаратуры и под действием пружин развернулся, правда, неполностью. Температура в помещениях станции почти сразу же начала снижаться (примерно на 0,5 град/час). 27 мая космонавты начали расконсервацию станции. С 28 мая экипаж приступил к выполнению научной программы, в частности, врач-космонавт Кервин начал регулярные медицинские обследования своих коллег и самого себя. 29 мая проведены первые наблюдения Солнца с помощью комплекта ATM и первые исследования природных ресурсов с помощью комплекта EREP. 31 мая во время очередного сеанса исследования природных ресурсов возникли неисправности сразу в нескольких аккумуляторных батареях комплекта ATM, что еще более усугубило критическое положение в отношении электроэнергии. Научную программу, в частности исследования природных ресурсов, пришлось свернуть. Принято решение 7 июня произвести выход в открытый космос и повторить попытку развертывания панели № 1, на этот раз с использованием ножниц для резки металла, которые были в комплекте ремонтных инструментов на станции.
 Кервин во время осмотра полости рта у Конрада. |
В выходе 7 июня, продолжавшемся 4 час 15 мин, участвовали Конрад и Кервин. Конрад, держась за импровизированный поручень, перешел по корпусу станции к панели № 1. С помощью ножниц заклинивший панель осколок был разрезан, а панель освобождена. Спустя несколько часов она полностью открылась и обеспечила мощность ~3000 вт, а вместе с панелями комплекта ATM - 6500-7000 вт. «Энергетический кризис» на станции был преодолен.
Начиная с 9 июня работы на станции развернулись по полной программе. Даже в предусмотренные графиком свободные дни космонавты отказывались от отдыха. 19 нюня состоялся второй и последний выход космонавтов первого экипажа в открытый космос, в основном для замены кассет с пленкой в комплекте ATM. В выходе, продолжавшемся 1 час 36 мин, участвовали Конрад и Вейц.
22 нюня космонавты в ТК возвратились на Землю. Полет продолжался 28 суток 00 час 50 мин. Отсек экипажа с космонавтами был поднят на палубу авианосца «Тикондерога», и члены экипажа самостоятельно вышли из отсека на палубу. Конрад потерял в весе 1,7 кг, Кервнн 2,9 кг, Вейц 3,7 кг. Объем мышц голени у всех троих уменьшился примерно на 2,5 см.
 Станция «Скайлэб» на орбите (стрелкой показаны обрывки проводов в месте отрыва панели № 2). Снимок сделан из ТК после сближения со станцией. |
Полет первого экипажа станции «Скайлэб» характеризовался неожиданно быстрой и безболезненной адаптацией космонавтов к условиям невесомости и сравнительно легкой, особенно у Конрада, реадаптацией к условиям земного тяготения. Последнему, очевидно, способствовали проводившиеся в полете регулярные и длительные упражнения на велоэргометре. Несмотря на то, что первый экипаж вынужден был посвятить много времени ремонтным операциям, полетное задание было выполнено примерно на 80%, в т. ч. медицинские эксперименты - на 90%, наблюдения Солнца - на 81%, исследования природных ресурсов на 88%. С помощью комплекта ATM получено 30 200 снимков, с помощью комплекта ЕRЕР - 16 700 снимков л 13 700 м магнитной ленты с записью.
Запуск Т К «Аполлон» №1 1 7 со вторым экипажем станции был произведен 28 июля 1973 г. ракетой-носителем «Сатурн-IB». В состав второго экипажа входили Алан Бин (командир), Оуэн Гэрриот (научный сотрудник-космонавт) и Джек Лусма (второй пилот). Опыт космических полетов имел только Бин (на космическом корабле «Аполлон-12», когда он вместе с Чарльзом Конрадом высаживался на Луну). Вес ТК составлял ~14,2 т, в т. ч. полезная нагрузка (оборудование для ремонта станции и для проведения различных экспериментов) - 862 кг. Оборудование для ремонта включало в себя новый экран «зонт» (он не потребовался), комплект из шести запасных гироскопов, запасной теплообменник, телевизионный монитор и два ленточных записывающих устройства. Оборудование для экспериментов включало в себя аквариум с двумя пескарями и 50 икринками пескаря, клетку с двумя пауками, контейнеры с мушками-дрозофилами и карманчиковыми мышами и т. д. Предусматривалось исследование влияния невесомости на состояние и поведение этих биологических объектов.
Ракета-носитель вывела ТК на начальную орбиту с высотой перигея 155 км, высотой апогея 232 км и наклонением 50°. В результате девяти коррекций ТК сблизился со станцией и через 8 час 29 мин после старта стыковался с ней с первой попытки. На участке выведения возникла утечка в одном из четырех блоков вспомогательных двигателей ТК, и этот блок выключили.
В первые дни пребывания на станции все три члена экипажа испытывали сильные симптомы укачивания, часто отказывались от пищи, работоспособность их упала, и расконсервация станции велась со значительным отставанием от графика. Намеченный на 31 июля первый выход в открытый космос отложили до того времени, когда у космонавтов улучшится самочувствие.
1 августа космонавты начали научные эксперименты. Наблюдения за рыбами показали, что они потеряли ориентацию: плавали в аквариуме по спирали головой вниз. Позже, когда из икринок появились мальки, у них не наблюдалось никакой дезориентации. При возвращении на Землю рыбы погибли, так что изучить их реадаптацию к условиям тяготения не удалось. Первый наук, выпущенный в контейнер, где он мог плести паутину, вначале беспорядочно ткал ее в углах контейнера, но затем создал паутину правильной геометрической формы. Позже то же самое произошло со вторым пауком. Вначале не предусматривалось кормление пауков в полете, но позже их решили подкормить, чтобы возвратить на Землю живыми и изучить процесс реадаптащш. Пауков постепенно приучили есть крошки бифштекса. Однако сохранить пауков не удалось. Один из них погиб еще в полете, а второй - при возвращении на Землю. Мушки-дрозофилы и мыши погибли из-за неисправности оборудования.
2 августа обнаружилась утечка окислителя еще в одном блоке вспомогательных двигателей ТК. Рассматривался даже вопрос о целесообразности срочного аварийного возвращения космонавтов на Землю, пока еще функционировали оставшиеся два блока. Затем решили, что в этом необходимости нет, поскольку непосредственная опасность космонавтам не угрожает. На случай выхода из строя остальных блоков вспомогательных двигателей, что сделало бы невозможным использовать пристыкованный к станции ТК № 117 для возвращения космонавтов на Землю, ускорили подготовку ракеты-носителя с ТК № 118 для доставки на станцию третьего экипажа, с тем чтобы в случае необходимости использовать этот ТК в качестве спасательного корабля для аварийной эвакуации космонавтов. В этом случае в ТК № 118 было бы установлено два дополнительных кресла, а экипаж сокращен с трех человек до двух: три свободных кресла предназначались бы для космонавтов, эвакуируемых со станции. Два оставшихся блока вспомогательных двигателей пристыкованного к станции ТК №117 сохранили работоспособность до самого конца расчетного срока пребывания на станции второго экипажа, и запускать спасательный корабль не потребовалось.
Первый выход в открытый космос состоялся 6 августа, когда у космонавтов полностью прекратились симптомы укачивания. Выход длился 6 час 31 мил, выполняли его Гэрриот и Лусма. Основной их задачей была установка второго теплозащитного экрана («полог»), поверх развернутого первым экипажем экрана «зонт», который, во-первых, раскрылся неполностью, а во-вторых, под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца начал терять свои теплозащитные свойства. Для установки экрана «полог» космонавтам потребовалось 4 час, вдвое больше, чем рассчитывали. Кроме того, они произвели замену кассет с пленкой в комплекте астрономических приборов ATM.
Гэрриот у пульта управления комплектом ATM.
Станция «Скайлэб» после развертывания панели № 1 (видны
панель № 1 и экран «зонт»). Снимок сделан из ТК после
отстыковки от станции.
С 7 августа космонавты приступили к выполнению научных исследований по полной программе. Основной задачей второго экипажа были наблюдения Солнца с помощью комплекта ATM. Несмотря на спокойный период солнечного цикла, активность Солнца была неожиданно высокой, что делало эти наблюдения особенно ценными. Помимо них, велись исследования природных ресурсов Земли, медицинские эксперименты, метеорологические наблюдения, испытания (в лабораторном отсеке станции) нескольких установок различного типа для перемещения в открытом космосе, технологические эксперименты и пр. Работоспособность космонавтов достигла очень высокого уровня, превысив запланированную почти на 50%. Члены экипажа, охваченные энтузиазмом исследователей, отказывались от полагающегося им по графику отдыха и постоянно просили наземные службы разрабатывать для них дополнительные эксперименты.
24 августа состоялся второй выход в открытый космос, основной задачей которого было подключение соединительного кабеля к разъему на корпусе причальной конструкции и к разъему на комплекте ATM. Этот кабель соединил запасные гироскопы, установленные космонавтами в причальной конструкции, и ЦВМ в комплекте ATM. Другими задачами выхода были замена кассет с пленкой в комплекте ATM и некоторые мелкие ремонтные операции. Выход выполняли Гэрриот и Лусма, продолжался он 4 час 21 мин.
25 августа второй экипаж побил рекорд длительности полета, принадлежавший первому экипажу станции «Скайлэб». В дальнейшем еженедельно на основании результатов медицинского обследования космонавтам выдавалось разрешение на пребывание в космосе в течение очередной недели. Первоначально предусматривалось, что второй экипаж пробудет на станции 56 суток, затем срок увеличили до 59 суток, что обеспечивало возможность посадки возвратившихся со станции космонавтов в Тихом океане ближе к побережью США (в 350 км, вместо 1930 км от г. Сан-Диего, шт. Калифорния) и, соответственно, более быструю доставку экипажа в Центр Джонсона в Хьюстоне, где имеется самое совершенное оборудование для полного медицинского обследования и для оказания медицинской помощи, если это окажется необходимым.
22 сентября состоялся третий и последний выход космонавтов второго экипажа в открытый космос, в основном для замены кассет с пленкой в комплекте ATM. В выходе, продолжавшемся 2 час 49 мин, участвовали Бин и Гэрриот.
 Лусма во время испытаний установки для перемещения в открытом космосе |
25 сентября космонавты в ТК возвратились на Землю. Полет продолжался 59 суток 11 час 9 мин. Отсек экипажа с космонавтами был поднят на вертолетоносец «Новый Орлеан». Бин, Лусма и Гэрриот самостоятельно вышли из отсека на палубу. Космонавты потеряли в весе 3,2-3,6 кг. Состояние их после возвращения на Землю было лучше, чем ожидали специалисты-медики, и лучше, чем состояние членов первого экипажа (исключая Конрада).
Космонавты второго экипажа перевыполнили полетное задание примерно на 50% . Наблюдения Солнца с помощью комплекта ATM велись 305 час (вместо 205 час по плану), при этом было получено 77 600 снимков, в частности снимки более 100 вспышек и крупного протуберанца (21 августа). С помощью комплекта EREP проведено 39 сеансов исследований природных ресурсов вместо 26 по плану, при этом получено 16 800 снимков и 29 км магнитной ленты с записью. Члены второго экипажа провели 12 незапланированных экспериментов.
Запуск ТК «Аполлон» № 118 с третьим экипажем станции был произведен 16 ноября 1973 г. ракетой-носителем «Сатурн-IB». В состав третьего экипажа входили Джеральд Карр (командир), Эдвард Гибсон (научный работник-космонавт) и Уильям Поуг (второй пилот). Ни один из членов экипажа опыта космических полетов не имел. Полет этого экипажа первоначально был рассчитан на 56 суток. Позже, изучив послеполетные медицинские показатели первого и второго экипажей, специалисты-медики сочли возможным увеличить длительность пребывания на станции третьего экипажа до 84 суток. При этом после 56 суток должно было производиться еженедельное медицинское обследование космонавтов, и на основе его результатов выдаваться разрешение на полет в течение очередной недели. Первоначально в качестве основной задачи для третьего экипажа предусматривались исследования природных ресурсов Земли, но позже основной задачей были определены наблюдения кометы Когоутека. Запуск третьего экипажа был отложен с 26 октября на 10 ноября 1973 г., с тем, чтобы пребывание космонавтов на станции падало на период наибольшего приближения кометы к Солнцу и к Земле. Два из четырех запланированных выходов в открытый космос третий экипаж должен был посвятить наблюдениям кометы: непосредственно до и непосредственно после прохождения ею перигелия (28 декабря 1973 г.). Какие-либо существенные ремонтные работы для третьего экипажа не предусматривались. Полезная нагрузка ТК №118 (880 кг) в основном включала в себя оборудование и образцы для научных исследований. В ТК были загружены запасы пищи (27 кг особо высококалорийных палочек из порошка, применяемого в кондитерском производстве, с ароматичной глазурью), поскольку имеющихся на станции запасов не хватало на продленное пребывание, ТК нес также емкость с хладагентом для дозаправки системы охлаждения, в к-рой возникла течь. Отсрочка запуска ТК № 118 с 10 на 16 ноября была вызвана неисправностью ракеты-носителя.
Третий экипаж станции «Скайлэб» (слева направо:
Карр, Поуг, Гибсон).
Перигей начальной орбиты ТК с третьим экипажем 153 км, апогей 324 км. В результате пяти маневров ТК сблизился со станцией, и после облета ее с целью осмотра и телевизионной съемки космонавты через 8 часов после старта осуществили стыковку. Она удалась со второй попытки. Все космонавты испытывали симптомы укачивания, у Поуга была рвота. Первые дни пребывания на станции экипаж посвятил расконсервации оборудования и подготовке к научным исследованиям. Все работы шли с нек-рым отставанием от графика.
Отставание наблюдалось в течение всего полета (только во второй его половине работоспособность космонавтов приблизилась к расчетному уровню). Очевидно, сказались индивидуальные особенности членов третьего экипажа, которые были медлительны, сравнительно часто допускали ошибки, просили предоставлять им дополнительные периоды отдыха и не относились к работе с таким рвением и энтузиазмом, как предыдущие экипажи. Возможно, одной из причин отставания от графика было отсутствие в составе третьего экипажа требовательного командира, имеющего опыт космических полетов, какими были Конрад и Бин в первом и втором экипажах. Указывалось, однако, что в основу графика работ для третьего экипажа были положены достижения второго, которые, очевидно, являются рекордом, а не нормой.
19 ноября Поуг ввел доставленный с Земли хладагент в систему охлаждения. Для этого пришлось проколоть отверстие в магистральном трубопроводе с помощью устройства, напоминающего шприц. На отверстие был насажен клапан, и через него введен хладагент.
22 ноября Поуг и Гибсон совершили выход в открытый космос длительностью 6 час 35 мин. Они заменили пять кассет с пленкой в комплекте ATM, отремонтировали привод антенны микроволнового зонда для исследования природных ресурсов, смонтировали на ферменной конструкции вне станции образцы теплозащитных покрытий для исследования воздействия на них космического излучения и солнечной радиации.
23 ноября вследствие перегрева подшипника пришлось выключить силовой гироскоп №1 в системе ориентации CMG. В связи с этим при последующих изменениях ориентации станции приходилось использовать систему TACS, что приводило к весьма существенному перерасходу сжатого азота для двигателей этой системы. Впоследствии начали наблюдаться сбои и в силовом гироскопе № 2. Это заставляло в некоторые дни отказываться от сеансов наблюдений природных ресурсов, для чего требуется изменение ориентации станции. Опасались, что и силовой гироскоп № 2 придется отключить. Тогда станет неизбежным преждевременное возвращение экипажа на Землю, так как ориентацию пришлось бы обеспечивать только с помощью двигателей системы TACS, а запас сжатого азота для них был чрезвычайно ограничен. Несмотря на сбои, силовой гироскоп № 2 проработал до самого конца расчетного срока пребывания экипажа на станции. Запаса сжатого азота тоже хватило на весь срок.
С 23 ноября начались наблюдения Солнца с помощью комплекта ATM, исследования природных ресурсов с помощью комплекта EREP, фотографирование ручными камерами и другие эксперименты, включая визуальную регистрацию луча наземного лазерного устройства, наблюдение за полетом стратегической ракеты «Минитмен» и, главное, съемку кометы Когоутека сначала с помощью ручных камер, а после 19 декабря, когда комета приблизилась к Солнцу (и к Земле),- с помощью приборов комплекта ATM. Много времени космонавты посвящали занятиям на велоэргометре и бегущей дорожке (у первого и второго экипажей такой дорожки не было), исследованиям в установке для создания отрицательного давления на нижнюю половину тела, испытаниям на куполометрическом кресле и пр.
25 и 29 декабря осуществлены второй и третий выходы в открытый космос для фотографирования кометы Когоутека с помощью двух камер, заряженных пленкой, чувствительной к ультрафиолетовым лучам. 25 декабря выходили Карр и Поуг на 7 час; 29 декабря - Карр и Гибсон на 3 час 28 мин.
В канун нового 1974 г. были подведены некоторые итоги работы космонавтов. Из запланированных на ноябрь -декабрь 1973 г. 24 сеансов исследований природных ресурсов проведено только 14, на медицинские эксперименты затрачено 196 час вместо 228 час по программе, на прочие научные эксперименты (кроме наблюдений с помощью комплекта ATM) - 140 час вместо 235 час. Единственное, в чем космонавты перевыполнили первоначальную программу,- наблюдения Солнца и кометы Когоутека с помощью комплекта ATM. В ноябре - декабре космонавты в среднем работали 24 человеко-часа в сутки вместо 26-29 человеко-часов по программе.
В январе 1974 г. работоспособность космонавтов повысилась. Например, 8 января они работали более 30 человеко-часов.
2 февраля было последним днем, целиком посвященным научным исследованиям. 3 февраля Карр и Гибсон совершили четвертый и последний выход в открытый космос для извлечения кассет с пленкой из приборов комплекта ATM. Выход продолжался 5 час 15 мин. С 4 февраля началась консервация станции и подготовка к возвращению на Землю. 7 февраля произведена коррекция орбиты станции, для того чтобы увеличить до 7-10 лет длительность ее баллистического существования. Коррекцию обеспечил маршевый двигатель, пристыкованного к станции ТК. 8 февраля ТК отстыковался от станции, и, спустя примерно 5 час, отсек экипажа ТК совершил посадку в Тихом океане в 280 км к юго-западу от г. Сан-Диего, в 5 км от вертолетоносца «Новый Орлеан».
Полет третьего экипажа продолжался 84 сутки 1 час 16 мин. Через 39 мин после посадки отсек экипажа был поднят на вертолетоносец, и космонавты самостоятельно вышли на палубу. По заявлению специалистов-медиков, члены третьего экипажа после 84-суточного полета чувствовали себя даже лучше, чем члены второго экипажа после 59 суток в космосе.
Вес полезной нагрузки, доставленной третьим экипажем со станции на Землю, составлял примерно 900 кг. Кассеты с пленкой из приборов комплекта ATM содержат 75 000 снимков Солнца и кометы Когоутека, кассеты с пленкой из камер комплекта EREP - 19 400 снимков Земли. От зондов комплекта ERER получены ленты с записью общей длиной более 30 км.
8 февраля наземные службы провели дистанционную проверку бортовых систем станции «Скайлэб», обращающейся по орбите высотой около 450 км. 9 февраля по команде с Земли были выключены бортовые источники питания станции. Работа с ней полностью прекращена; доставка на станцию или к станции космонавтов не планируется.
Лит.: «Aerospace Daily»; «Air et Cosmos»; «Aviation Week and Space Technology»; «Flight»; «Interavia»; «Interavia Air Letter»; «NASA News Releases»; «Nature»; «Science»; «Science News»; «Sky and Telescope»; «Space Flight»; «Space World»; «Aeronautics and Space Report of the President (1973 Activities)».
| № пп | Название спутника | Ракета-носитель | Дата запуска | Масса спутника (кг1) | Элементы начальной орбиты | Начальный период обращения (мин) | |||||
| Перигей (км) | Апогей (км) | Наклонение к плоскости экватора (град) | |||||||||
| 1 2 3 4 |
Секретный2 Секретный «Аник-2»2 Секретный |
«Атлас-Аджена» «Титан-3D» «Торад-Дельта» «Титан-3В» |
6.03 9.03 20.03 15.05 |
680 11300 530 ~3000 |
32106 151 35775 135 |
39638 270 36483 351 |
10,1 95,7 0,4 110,49 |
1441 88,76 1455,5 89,39 | |||
| 5 | «Эксплорер-49» (RAE-B)2 | «Торад-Дельта» | 10.06 | 334 | Селеноцентрическая орбита
| 221,18 | |||||
| 6 7 8 |
Секретный Секретный Метеорологический спут- ник ВВС | «Титан-3С» «Титан-3В» «Тор-Бёрнер 2» | 12. 06 13.07 17.08 | >800 11300 195 | 35565 143 807 | 35887 291 854 | 0,53 96,2 98,8 |
1431,9 88,8 101,5 | |||
| 9 | Секретный | «Титан-3В» | 21.08 | Сведений нет | 459 | 39300 | 63,2 | 11,8час | |||
| 10 | INTELSAT-4E2 | «Атлас-Центавр» | 23.08 | 1387 | Стационарная орбита | ||||||
| 11 12 13 14 15 |
Секретный «Эксплорер-50» (IMP-J)2 «Транзит» NOAA-3 (ITOS-F) Секретный | «Титан-3В» «Торад-Дельта» «Скаут» «Торад-Дельта» «Титан-3D» |
27.09 26.10 29.10 6.11 10.11 |
~ 3000 395 ~60 340 11300 |
137 141000 907 1500 159 |
390 289000 1136 1509 269 |
110,48 28,7 90,2 102,1 96,9 |
89,8 ~ 12суток 105 116,1 88,8 | |||
| 16 17 |
DSCS-32 DSCS-42 |
«Титан-ЗС» | 14.12 | 558 558 |
35799 | 36123 | 2,4 | 1445 | |||
| 18 | «Эксплорер-51» (АЕ-С) | «Торад-Дельта» | 16.12 | 660 | 156 | 4305 | 68,1 | 132,4 | |||
1Масса секретных спутников взята из неофициальных источников.2 Указаны элементы конечной орбиты.