Соглашение, заключенное между СССР и США в 1962 году и подтвержденное в августе прошлого года, предусматривает запуски обоими государствами оперативных метеорологических спутников и составление с помощью спутников карты магнитного поля Земли. Соединенными Штатами будет выведен на орбиту спутник-шар «Эхо II» — преемник гигантского пассивного спутника «Эхо I», запущенного в августе 1960 года. Соглашение также включает обмен между СССР и США полученными научными данными. В соответствии с программой метеорологических исследований, намечена прокладка специального кабеля между Вашингтоном и Москвой для передачи снимков облачного покрова и других информаций. Возможность принять участие в этом мероприятии предоставляется любой стране при условии, что она возьмет на себя соответствующую долю расходов. По программе обмена научными данными, выработанной Международной метеорологической организацией, государства пользуются снимками облачного покрова, передаваемыми факсимильным способом со спутников «Тирос», бесплатно. Однако атмосферные помехи часто искажают изображения, чего удастся избежать при наличии кабеля.
Соединенные Штаты обладают значительным опытом в использовании метеорологических спутников. С апреля 1960 года на орбиту было выведено семь искусственных спутников типа «Тирос», которые с тех пор уже успели передать более 200 000 снимков. На основании этих фото было произведено свыше 7000 анализов облачного покповя и сделано более 900 оповещений о приближении штормов как в Соединенных Штатах, так и в двадцати шести других странах. Благодаря заблаговременным предупреждениям удалось в значительной мере сократить урон, наносимый разрушительной силой многочисленных тайфунов и ураганов.
Вслед за семеркой «Тиросов» был разработан более усовершенствованный тип метеоспутников серии «Нимбус». В противоположность своим предшественникам, выведенным на близкие к экваториальным орбиты, первые «Нимбусы» выйдут на орбиты, близкие к полярным. Сфера действия спутников этого типа в четыре раза превысит диапазон «Тиросов». Сведения с них будут поступать на новую станцию в Фэрбенксе (Аляска). Кроме того, при обращении вокруг Земли измерительная аппаратура и камеры спутников «Нимбус» будут постоянно направлены на наземные объекты. Таким образом в течение каждых суток можно будет наблюдать почти всю земную поверхность. Камеры спутников «Тирос» значительную часть времени были направлены в космос, а не на Землю.
Фотосъемочная система метеоспутников «Нимбус» состоит из трех телевизионных камер, магнитофона и целого ряда электронных деталей. Одна из камер установлена вертикально, две другие направлены в разные стороны под углом в тридцать пять градусов. Все три камеры работают одновременно, делая при дневном свете по снимку каждые 108 секунд. Это дает трехкадровое фото, при котором боковые изображения перекрывают около пяти процентов среднего с обеих сторон. Тройной снимок, охватывающий территорию размером 830 х 2700 километров, в свою очередь слегка перекрывает предшествующую группу фотографий.
Высота орбиты спутников «Нимбус» — около 950 километров. При такой отдаленности от Земли период обращения составит 103 минуты: 68 минут при солнечном свете и остальные в темноте. Во время прохождения спутника над теневой стороной земного шара начинает работать чувствительное инфракрасное оборудование; оно измеряет температуры верхних слоев облачного покрова, а в безоблачных районах — температуры суши и океана. Полученные данные будут использованы при составлении карт ночной облачности.
Снимки и другие информации, собранные датчиками, записываются на магнитную пленку и при прохождении спутника над Аляской передаются на станцию в Фэрбенксе. Затем результаты метеорологических наблюдений направляются по кабелю на станцию близ Вашингтона, а оттуда — в Москву. Данные, полученные с советских спутников, будут по тому же кабелю передаваться в Вашингтон.
С целью снабжения других стран сведениями о местных метеорологических условиях без издержек с их стороны на сложное и дорогостоящее оборудование, на борту спутников серии «Нимбус» устанавливается автоматическое фото-передающее устройство, не связанное с основной системой телекамер. Обычно изображения облачного покрова передаются с большой скоростью, что требует использования крупных антенн и широкого диапазона частот. Так например, диаметр параболической антенны в Фэрбенксе равен 25 метрам. Автоматическое же фотопередающее устройство, работая независимо от основной системы телевизионных камер, способно посылать изображения непрерывно и на малых скоростях; это позволяет использовать узкую полосу частот и небольшие антенны. Страны, желающие получать факсимильные снимки местного облачного покрова, могут приобрести необходимое приемное оборудование менее чем за 35 000 долларов. Для приема снимка антенны следует лишь направить на спутника во время его прохождения над данной территорией. Такими снимками нельзя пользоваться для долговременных предсказаний погоды, для которых необходимы наблюдения глобального масштаба; однако они вполне пригодны для краткосрочных прогнозов локального характера.
Спутники «Нимбус» снабжены целым рядом сложных приспособлений, приводящих в действие бортовую аппаратуру. Система стабилизации и контроля, обеспечивающая непрерывную направленность телекамер и датчиков в сторону Земли, включает гироскоп, три маховика, восемь сопел для азота и бак с азотом для их снабжения. Источники питания — солнечные батареи — расположены на двух плоскостях, которые, медленно вращаясь при помощи электромотора, непрерывно обращены к Солнцу под наиболее эффективным углом. Во время прохождения спутника вдоль теневой стороны Земли энергию для бортовой аппаратуры обеспечивают никелево-кадмиевые аккумуляторы.
Вес каждого из спутников «Нимбус» — около 320 килограммов, срок полезного существования — по меньшей мере шесть месяцев. Однако не исключена возможность и более длительного периода жизни спутников: три «Тироса» работали дольше десяти месяцев. Правда, оборудование этих метеорологических спутников было немного проще аппаратуры «Нимбусов», и поэтому шансов на преждевременный их выход из строя было значительно меньше.
Для исследования магнитного поля Земли Соединенные Штаты и Советский Союз запустят по одному спутнику, каждый из которых будет оснащен приборами для сбора дополнительных данных об этом невидимом щите, заслоняющем человечество от смертоносного потока солнечной радиации. С помощью нескольких советских, американских и американо-канадских спутников уже удалось получить ряд сведений о магнитном поле, многие измерения были произведены непосредственно с земной поверхности; однако, ученым требуются дополнительные информации. Необходимо, например, выяснить, какую опасность представляют для совершающих орбитальные полеты космонавтов пойманные магнитным полем заряженные частицы и насколько серьезное влияние может оказать радиация на приборы спутников. Эти совместные исследования запланированы на будущий (1965) год, то есть в период спокойного Солнца, когда одиннадцатилетний цикл солнечных пятен и солнечных возмущений достигнет своего минимума.
Экспериментальный спутник-ретранслятор «Эхо I» — шар диаметром в тридцать метров — совершил более 15 000 оборотов вокруг Земли. Наполненный газом по выходе на орбиту, спутник в течение четырех с половиной месяцев своего полезного существования передавал путем отражения различные сигналы — музыку, факсимиле и человеческий голос — через все Соединенные Штаты, из Нью-Джерси в Калифорнию. Шар был серьезно поврежден попаданием мелких метеорных тел, оболочка его сильно сморщилась и стала непригодной для отражения сигналов с Земли.
Подобно своему предшественнику, «Эхо II», шар диаметром в сорок метров, — спутник пассивный (ретрансляционный): он не снабжен оборудованием для усиления сигналов с Земли, а лишь отражает их, словно зеркало свет. Шар, однако, оснащен двумя телеметрическими передатчиками, способствующими прослеживанию его движения. Высота орбиты «Эхо II» недостаточна для непосредственного отражения сигналов из Соединенных Штатов в Советский Союз и обратно. Поэтому американские сигналы будут транслироваться обычным путем в обсерваторию Манчестерского университета в Джодрелл-Банк, а оттуда на спутник, который в свою очередь будет передавать их в обсерваторию Горьковского государственного университета имени Н. И. Лобачевского в Зименках. Советские сигналы проделают аналогичный путь, только, конечно, в обратном направлении.
В своем обращении к Объединенным Нациям в сентябре 1963 года покойный Президент Кеннеди высказался за дальнейшее сотрудничество между Соединенными Штатами и Советским Союзом в космосе, вплоть до совместной экспедиции на Луну. Отметив, что государства-члены ООН отказались от притязаний на территориальные права в космическом пространстве и на небесных телах, Президент сказал: «Зачем же превращать первый полет человека на Луну в международное соревнование? Зачем, готовясь к этому полету, США и СССР должны прилагать двойные усилия, совершать двойную работу и нести двойные расходы? Нам, несомненно, следует стремиться к тому, чтобы успешно сотрудничать в деле освоения космоса. . .»