Желательно смотреть с разрешением 1280 Х 800
ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПРЕВОСХОДИТ МЕЧТУ Облет Луны советской космической ракетой — автоматической межпланетной станцией — еще один шаг в той деятельности по организации межпланетных сообщений, которая начата сейчас Советским Союзом. После того как посылка спутников Земли стала делом почти обычным, как мы начинаем уже привыкать и к космическим кораблям, мы рисуем себе совсем конкретную картину того, как будет развиваться исследование космоса в ближайшее время. Лично мне кажется, что совсем скоро мы будем располагать столь точными данными о межпланетном пространстве, что путешествие по нему будет не более удивительным, чем, скажем, перелет из Ленинграда в Новосибирск. Вероятно, сейчас мы склонны в мечтах даже недооценивать ряд трудностей. Однако, как бы велики эти трудности ни были, быстрота прогресса науки столь велика, что она до сих пор оказывалась более сильной, чем это рисовалось самому смелому мечтателю. Академик С. Л. СОБОЛЕВ | НАША КАК ВЫ ПРЕДСТАВЛЯЕТЕ ДАЛЬНЕЙШИЕ УСПЕХИ В ОСВОЕНИИ КОСМОСА? С такими вопросами редакция журнала «Техника — молодежи» обратилась к ряду советских ученых — представителей различных областей знания. Читайте их ответы. |
  «Запуск искусственных спутников Земли, — указывает Н. С. Хрущев, — одна из важнейших вех в истории развития человечества, науки, техники и культуры. Ученые многих отраслей науки получают теперь огромные возможности для лучшего изучения космического пространства, солнечной системы, строения нашей Земли. И не только для постановки новых теоретических проблем, но и большие возможности для их практического разрешения». Надо полагать, что в ближайшем будущем в прилегающем к Земле космическом пространстве будет появляться все больше и больше искусственных спутников Земли самых различных форм, размеров и назначений. О перспективах использования искусственных спутников в интересах дальнейшего прогресса человечества рассказывает на страницах нашего журнала Н. А. ВАРВАРОВ. Мы просим читателей следовать врезкам с № 1 по № 10. | СТУПЕНИ ЛЕСТНИЦЫ В КОСМОС |
 1. внеземная обсерватория Для астрономических наблюдений атмосфера Земли является весьма серьезной помехой. Она преломляет лучи, идущие к нам от светил, частично поглощая их. Лучи света, проходя через слои непрерывно движущегося воздуха, по-разному преломляются и ослабляются. Это уменьшает видимую яркость звезд, вызывает мерцание их и, как следствие, дрожание и расплывчатость изображений светил в телескопах. Заатмосферная космическая обсерватория позволит наблюдать мир небесных тел в неискаженном виде. При фотографировании небесных тел здесь можно будет допускать значительное увеличение и большую продолжительность экспозиции. Это станет возможным потому, что конструкция телескопов ввиду отсутствия силы тяжести на спутнике может быть значительно упрощена и облегчена, а размеры его могут быть весьма значительными. Расчеты показывают, что зеркало диаметром 2,5 м при фокусном расстоянии 27,5 м может дать изображение Луны диаметром 25 см, а Марса — 3,7 мм. С космической обсерватории небо будет казаться наблюдателю абсолютно черным. На этом фоне явность небесных тел значительно возрастет. А это позволит сфотографировать звезды и звездные скопления, которые недоступны земным телескопам. С помощью радиотелескопов можно будет исследовать радиоизлучения небесных тел во всем известном нам диапазоне электромагнитных волн. |
 2. космические землемеры До сих пор мы еще не знаем точной формы нашей планеты. А это имеет чрезвычайно важное значение при составлении географических карт. В настоящее время точная картография материков выполнена только для части земной суши. Известно, что скорость движения спутника не является постоянной. Над полюсами она больше, а в экваториальном поясе Земли меньше. Советский ученый Ф. Красовский подсчитал, что расстояние от центра Земли до экватора должно быть на 21 382 м больше, чем до полюса. Поскольку сила земного притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра Земли, для уравновешивания этой силы спутник должен двигаться над полюсами с большей скоростью, чем над экватором. Наблюдая за изменением скорости полета спутника, можно будет уточнить форму нашей планеты и более точно измерить расстояние между континентами. Ведь оно определено пока с точностью порядка 100 м! Большие перспективы открывает и фотографирование поверхности Земли. Основной силой, определяющей движение спутника Земли после того, как он выведен на орбиту, является сила земного притяжения. Двигаясь в поле тяготения, он очень чутко реагирует на все изменения этого поля, вызванные изменениями состава коры и характера земных недр. Спутник как бы чувствует, что находится под ним: залежи ли тяжелых железных руд, массивные горные кряжи или сравнительно легкие океанские воды. Чем больше масса в данном районе, тем сильнее притягивается здесь спутник. А поскольку масса Земли распределена неравномерно, то спутники, испытывая определенные возмущения, движутся по волнообразной траектории. Наблюдая с помощью оптических и радиотехнических средств за движением спутников, можно будет изучить строение Земли и распределение крупномасштабных неоднородностей в массе земной коры. Это позволит не только уточнить очертания нашей планеты, но и открыть новые районы, в которых залегают те или иные полезные ископаемые. Особенно много залежей полезных ископаемых может быть найдено в районах обширных водных пространств, которые сейчас, в этом отношении почти совсем не изучены. |
 4. тайна времени и спутники Теория относительности утверждает, что единого времени для всей вселенной не существует. Для экипажа звездолета, движущегося с околосветовой скоростью, собственное время значительно сокращается по отношению ко времени на Земле. Часы, находящиеся на спутнике, движущемся со скоростью 8 км сек, за год отстанут от земных часов на одну сотую секунды. Незначительность этого отставания объясняется тем, что скорость спутника очень невелика по сравнению со скоростью света. Для экспериментальной проверки эффекта замедления «бега» времени, указывает член-корреспондент Академии наук СССР В. Л. Гинзбург, надо установить на спутнике специальные атомно-молекулярные часы, обладающие высокой точностью. Сверяя их показания, переданные со спутника по радио, с показаниями таких же часов, находящихся на Земле, представляется возможным определить отставание, предсказанное теорией относительности. Осуществление подобного эксперимента будет иметь решающее значение в разгадке тайны времени, что очень важно как при исследовании характера развития вселенной во времени, так и для межзвездных сообщений. Быть может, эти ничтожные доли секунды и решат вопрос о том, как далеко проникнет человек во вселенную. |
Одним из самых важных средств изучения космоса является радиоэлектронная аппаратура. Контроль за полетом ракет, передача научной информации, управление работой научной аппаратуры производится с помощью радиосредств. При полетах советских ракет в район Луны уже достигнута дальность радиосвязи около полумиллиона километров. При полетах к Венере или Марсу эти дальности должны увеличиться до десятков и сотен миллионов километров. Создание радиосредств, дающих возможность поддерживать связь на таких гигантских расстояниях, — необычайно трудная задача. Ведь энергия приходящих радиоволн уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому энергия радиоволн, принятых с космического корабля, удалившегося на расстояние 50 млн. км от Земли, будет в 10 тыс. раз слабее, чем при связи на расстоянии 0,5 млн. км. При полетах космических кораблей в пределах солнечной системы уже придется считаться с тем, что между отправлением и приемом радиосигналов будет проходить до нескольких десятков минут и радиоинформация будет приходить с некоторым запозданием. Это необходимо учитывать при создании систем космической радионавигации. Можно сказать, что никогда перед радиоэлектроникой еще не открывались такие огромные перспективы, как в период уже начавшегося изучения космоса. В. И. СИФОРОВ, член-корреспондент АН СССР |
 5. спутники-светлячки Наблюдения за полетом искусственных спутников Земли производятся с помощью радиотехнических устройств — радиолокаторов, радиотелескопов и оптических средств: телескопов, бинокуляров. Но радиометоды имеют сравнительно малую точность, а в оптические приборы спутники можно видеть главным образом утром и вечером, когда на Земле еще темно и спутники хорошо отражают солнечный свет. А как увидеть спутник в телескоп темной ночью? Для этого достаточно иметь на нем источник света, который периодически будет давать очень яркую вспышку, хорошо видимую на темном фоне ночного неба. Чтобы повысить точность определения координат спутника в пространстве, целесообразно одновременно со вспышкой света передавать и радиоимпульсы. Данные о положении спутника, измеренные с точностью до 2-3 сек. дуги, позволят определить расстояние между различными пунктами Земли и форму земного шара с точностью до десятка метров. | 6. космические радиомаяки В мореплавании и авиации для определения местонахождения корабля или самолета широко используются радиомаяки, излучающие мощные радиосигналы. С помощью установленных на корабле или самолете радиоприемных Чтобы межпланетные путешественники точно водили космические корабли, им необходимо также иметь радиоориентиры. Они могут представлять собой летающие вокруг небесных тел спутники, оснащенные мощными радиостанциями. Не исключена возможность установки их на поверхности спутников других планет и на самих планетах. Зная траектории движения космических радиомаяков и местонахождение их в определенные моменты времени, представляется возможным определять в пространстве место космического корабля, принявшего их сигналы. |
 7. биоспутники Близится время, когда в космические дали устремится человек. Для того чтобы осуществить этот величайший шаг, советские ученые всесторонне исследуют условия пребывания живого организма в этой необычной для него обстановке. Большим достижением в этом направлении явился запуск второго советского искусственного спутника Земли, на борту которого находилась собака Лайка. Важным фактором здесь явилось достаточно продолжительное пребывание животного в космосе. Полученные материалы показали, что состояние его было удовлетворительным как в процессе подъема и выхода спутника на орбиту, так и при дальнейшем движении вплоть до завершения этого уникального эксперимента. Разумеется, что первый полет животного на спутнике не разрешил еще многих вопросов, связанных с обеспечением безопасности людей в космических рейсах. Бесспорно, будут поставлены новые опыты. Основные проблемы, связанные с пребыванием человека в космосе, можно разделить на три группы. К первой группе относятся вопросы влияния на человека ускорений и невесомости, которые возникают при выведении спутника на орбиту и движении его в космическом пространстве. Во вторую группу входят такие вопросы, как создание герметических кабин, снаряжения, обеспечение членов экипажа питанием, поддержание необходимого состава воздуха, его температуры и влажности. И, наконец, третью группу составляют проблемы защиты от космических лучей, ультрафиолетовой и рентгеновской радиации Солнца, от метеоров и т. п. Искусственные спутники Земли, используемые как космические медицинские лаборатории, будут играть в решении этих проблем первостепенную роль. С их помощью становится возможным экспериментальное изучение влияния на живой организм условий длительного космического полета, которые не могут быть воспроизведены на Земле. |
|
КОСМИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО ОКАЗАЛОСЬ ВОВСЕ НЕ ПУСТЫМ | НАША |
Исследования излучений в космическом пространстве позволяют прежде всего пролить свет на проблему возникновения космических лучей.
Происходящие во вселенной гигантские процессы приводят к тому, что ядра атомов ускоряются и приобретают исключительно большую энергию. Для тою чтобы изучить эти процессы, надо наблюдать космические лучи там, где они зарождаются, то есть вне Земли — в космическом пространстве. Это было сделано при исследованиях, проведенных в космосе.
Следует особо отметить, что исследования, осуществленные при полетах спутников и космических ракет, привели к обнаружению совершенно новых явлений, о существовании которых никто раньше и не подозревал. Я имею в виду, что лишь благодаря исследованиям, проведенным на спутниках, было открыто, что Земля окружена поясами радиации. Космическое пространство, которое мы раньше считали почти пустым, оказалось заполненным интенсивным излучением.
Новые явления, открытые в космическом пространстве, должны стать предметом детальных исследований. Только таким путем можно будет выяснить полную картину явлений, происходящих в космосе, и выдвинуть их правдоподобные объяснения. Сопоставляя теоретические предсказания с экспериментальными данными, можно будет раскрыть истинные причины явлений природы.
С. Н. ВЕРНОВ,
член-корреспондент АН СССР
8. космические гелиоэлектростанцииСолнечные батареи, размещенные на третьем советском искусственном спутнике Земли и третьей советской космической ракете, очень хорошо зарекомендовали себя (о том, работают солнечные батареи, рассказывалось в № 10 нашего журнала за 1959 г.). Гелиобатареи, возвестив миру о покорении солнечного луча, перевели гелиоэнергетику Земли в космос. Космические гелиоэлектростанции, преобразуя с помощью фото-и термоэлектрических генераторов, тепловых машин и других средств тепловое излучение Солнца в электрическую энергию, удовлетворят нужды потребителей, находящихся в космосе. А когда люди научатся передавать электроэнергию из космоса на Землю без проводов, подобно тому как сегодня осуществляется связь по радио, творческая мысль человека направит свои усилия на создание космических гелиоэлектростанций, снабжающих жителей Земли электроэнергией в неограниченном количестве. Это будет способствовать значительной экономии всех видов топлива и наиболее полному удовлетворению потребностей в энергии. Вот так может выглядеть космический прожектор. Он будет представлять собой космическую гелиоэлектростанцию, снабженную специальным световым отражателем. Сконцентрировав с помощью оптической системы мощный световой поток, можно будет производить в темное время суток искусственное освещение отдельных районов нашей планеты. Расчеты показывают, что для получения освещенности поверхности Земли, которую дает в безоблачную ночь полная Луна, достаточно иметь на спутнике прожектор с диаметром зеркала в несколько сот метров. Увеличение освещенности может быть достигнуто за счет наложения на освещаемый район лучей от двух и более космических прожекторов. |
В различных областях ионосферы и внешней атмосферы под действием космических частиц, направляемых геомагнитным полем, развиваются мощные электродинамические процессы: магнитно-ионосферные возмущения, быстрые пульсации электромагнитного поля Земли, полярные сияния и т. д. Теперь уже получены чрезвычайно важные результаты, относящиеся к изучению космических магнитных полей. Так, магнитометр третьего искусственного спутника показал, что большая Восточно-Сибирская магнитная аномалия, которая ранее связывалась с корой Земли в этом районе, имеет более глубокие источники, вероятно ядро Земли. Первая советская космическая ракета позволила обнаружить на расстоянии примерно 20 тыс. км от Земли значительную магнитную аномалию, действие которой на магнитометр обнаруживалось до расстояния 40 тыс. км. Наконец вторая лунная ракета обнаружила отсутствие магнитного поля Луны. Это важнейшие научные открытия, которые кладут собой начало науки о магнитных полях в космосе и в окрестности Земли. Учение о магнитном поле Земли становится, таким образом, частью общей науки о космическом магнетизме. При дальнейших исследованиях магнитного поля Луны представляется целесообразным устанавливать на ракетах более чувствительные магнитометры, например ядерные, с чувствительностью в 1 гамму, а также попытаться направить ракеты внутрь крупных лунных кратеров, где можно предполагать или наличие застывших лав, обладающих слабой остаточной намагниченностью, или метеоритного железа. А. Г. КАЛАШНИКОВ, профессор, доктор физ.-мат. наук, вице-президент Международной ассоциации геомагнетизма и аэрономии
|
Для того чтобы какое-либо тело превратилось в спутник, движущийся вокруг планеты по круговой орбите, ему надо сообщить скорость, называемую первой космической. Эту скорость для любой планеты можно вывести из уравнения:
mg=mv2/r
где m — масса спутника, g — ускорение силы тяжести на планете, r — расстояние от спутника до центра планеты. v — скорость его движения по орбите.
Такое уравнение получается, если принять во внимание, что при движении по круговой орбите сила тяжести mg уравновешивается силой инерции в круговом движении mv2/r.
На Земле g = 10 м/сек2 (или 0,01 км/сек2), а расстояние до центра Земли r равно примерно 6 400 км. Эти величины определяют значение первой космической скорости для Земли: 8 км/сек.
Если рассчитать величину этой скорости для других небесных тел, например планеты-гиганта Юпитера и планеты-карлика Ганимеда, то получатся очень интересные результаты. Радиус Юпитера в 11 раз больше земного, а ускорение силы тяжести там в 2,5 раза больше, чем на Земле. Первая космическая скорость на Юпитере такова, что ее не смогут достичь даже самые мощные современные космические ракеты, двигатели которых работают на химическом топливе.
Другое дело на Ганимеде. Диаметр этой планеты-крошки не более 1 км, сила тяжести на ней в 10 тыс. раз меньше земной. Небольшого толчка или резкого движения достаточно, чтобы высоко подняться над ее поверхностью и превратиться в спутника этой планеты.
10. метеорологические станции в космосе
Деятельность человека тесным образом связана с погодой. Капризы ее — опустошительные ливни и наводнения, знойные засухи и жгучие холода, жестокие штормы и ураганы — приносят человечеству колоссальные убытки и неисчислимые бедствия. Очень важно уметь предвидеть их, чтобы предпринять необходимые меры защиты, но в настоящее время мировая метеорологическая служба располагает для этого весьма ограниченными возможностями. Только одна треть поверхности Земли имеет сеть метеорологических станций, остальные две трети, занимаемые океанами и морями, где, собственно, и формируется погода, таких станций не имеют. Искусственные спутники Земли окажут мировой метеорологической службе значительную помощь.
Оборудованные необходимой аппаратурой для наблюдения за процессами, происходящими в кузнице погоды — атмосфере, они смогут в течение полутора-двух часов зафиксировать расположение и характер облачного покрова, наличие районов плохой и хорошей погоды, движение теплых и холодных воздушных масс.
Вследствие вращения Земли вокруг своей оси при каждом следующем обороте спутника представляется возможность наблюдать метеорологическую картину уже в новых районах, примыкающих к предыдущим. Это позволит определить, куда и с какой скоростью переместился видимый шторм, какие циклоны и антициклоны затухают, а какие усиливаются, куда сместились теплые и холодные воздушные массы. Наблюдая со спутников процессы, протекающие в атмосфере Земли, мы не просто получим картину погоды в какой-то определенный момент и в ограниченном районе, а обнаружим основные тенденции ее развития в масштабе всей планеты.
С появлением спутников Земли и электронно-вычислительной техники не только начинается новый этап в совершенствовании методов долгосрочного прогнозирования погоды, но и возникает новая наука — космическая метеорология.
Лаборатория на столе
Самый простой реактивный двигатель, какой только можно сделать за 1 мин., - это обыкновенная спичка, подвешенная на четырех нитках. Около ее головки поместите маленький кружок из бумаги, намоченной в воде (чтобы не загорелся). Когда уравновешенная, висящая горизонтально спичка перестанет колебаться, поднесите к ее головке огонь. Произойдет вспышка, давление газов передастся на бумажный кружок, и спичка качнется в противоположную сторону.
Чтобы изготовить модель маленькой ракеты, вырежьте из плотной бумаги ее силуэт, а в середине сделайте вырез, как показано на рисунке. Положите ракету на воду, а в вырез бросьте кусочек камфары, а если ее под рукой нет, капните мыльную каплю. Наша ракета устремится по воде вперед. Это происходит вследствие того, что мыльная вода или камфара уменьшают поверхностное натяжение воды в том месте, где они находятся, и бумажная ракета оттягивается под действием оставшегося снаружи поверхностного натяжения от того места, где оно ослаблено.