Пройдет совсем немного времени, и мы сможем увидеть в обычный полевой бинокль быстро движущиеся по звездному небу мерцающие точки — освещенные Солнцем искусственные спутники Земли.
Траектории их полета вокруг Земли очертят границу того плацдарма, который захватит человек перед решительным штурмом космоса.
Как известно, работы по изготовлению искусственных спутников Земли ведутся в СССР и США, а запуск спутников в межпланетное пространство намечено провести во время Международного геофизического года — с июля 1957 года по декабрь 1958 года. Исследования, которые будут проведены при помощи спутников, являются одним из основных разделов программы научно-исследовательских работ ученых 40 стран.
Как полагают, искусственные спутники Земли будут заброшены в пространство специальными «поездами» из трех ракет — так называемыми трехступенчатыми ракетами.
Первая ступень ракеты подымет все сооружение на высоту примерно 20 км и, израсходовав все свое горючее, отделится от остальных двух и упадет на Землю. В этот момент заработает вторая ступень, которая обеспечит подъем на высоту до 300 км, где, в свою очередь, отделится от третьей ступени. И, наконец, третья ступень, поднявшись на высоту около 400 км, отбросит от себя при помощи взрывных болтов находящийся в носовой части искусственный спутник, придав ему необходимую скорость.
После этого спутник понесется по своей орбите вокруг Земли. Скорость в 29 тыс. км/час создаст необходимую центробежную силу, которая не даст спутнику упасть на Землю. Однако атмосфера, хотя и очень разреженная, будет постепенно тормозить движение спутника и уменьшать его скорость. Поэтому он будет вращаться по нисходящей спирали, опускаясь все ниже, а затем попадет в плотные слои воздуха, где сильно нагреется и распылится, как обычный мелкий метеорит.
Сейчас трудно определить, сколько будут весить спутники и каких они будут размеров — это зависит от мощности ракет, которые доставят их на орбиту. Для того, чтобы достигнуть высоты, скажем, 480 км и набрать скорость примерно 29 тыс. км/час, третья ступень ракеты не должна превышать определенного веса. Если от этого веса отнять вес самой ракеты и топлива, то мы получим наибольший допустимый вес спутника. Расчеты показывают, что для доставки на орбиту каждого килограмма веса спутника потребуется около 660 кг топлива!
Как полагают американские ученые, максимальный вес спутника не должен превышать 13,5 кг, а по расчетам французов спутник может весить и 25 кг. Что касается его размеров, то все сходятся на том, что диаметр спутника будет в пределах 50 — 60 см. Если делать спутник слишком маленьким, то в него нельзя вместить всех приборов, и он станет невидим для следящих за ним оптических труб и радиопеленгаторных станций.
Внутри спутника будут размещены разнообразные контрольно-измерительные приборы и устройства для передачи получаемых данных на Землю. Источником питания радиопередатчика и других электронных приборов будет служить ртутный аккумулятор, который дает наибольшее количество электроэнергии на единицу веса и обладает максимальным сроком действия. Однако и этот аккумулятор будет так мал, что не сможет обеспечить энергией все приборы даже в течение одного дня. Поэтому различные электрические цепи будут включаться попеременно, на очень короткое время, при помощи радиосигналов, посылаемых с Земли. Постоянно включенным в спутнике будет только командный радиоприемник, потребляющий не более 0,25 ватт, который и будет осуществлять попеременное включение нужных приборов. При этих условиях спутник, делающий 16 оборотов ежедневно вокруг Земли, может быть включен на 5 мин. при каждом обороте, занимающем 90 мин.
Американцы предполагают запустить в течение года 10 спутников, орбиты которых будут проходить в разных плоскостях по отношению к земному шару (см. цветную вкладку). Можно предположить, что, двигаясь по эллиптическим орбитам, спутники будут подходить к Земле на 320-480 км и удаляться на 1 000-1 200 км от нее. В этих условиях спутники удержатся в пространстве 10 — 12 месяцев.
При помощи искусственных спутников будут проведены измерения солнечного излучения, земного магнетизма, космического и ультрафиолетового излучений, плотности ионов. Все это имеет непосредственное отношение к жизни нашей планеты и различным явлениям природы.
Для передачи показаний приборов на Землю все спутники будут, очевидно, оборудованы специальными приспособлениями для шифровки и передачи информации.
Так как спутники будут иметь маленький размер, то придется провести «разделение труда» между ними. Каждый из спутников будет «узким специалистом» в какой-либо небольшой области исследовательской работы, ибо все приборы будут распределены между всеми спутниками в соответствии с программой, определенной для каждого из них. Но и спустя 15 дней, когда иссякнут запасы электроэнергии в аккумуляторах и спутники не смогут больше передавать сигналы на Землю, ученые продолжат наблюдение за ними. Эти наблюдения позволят продолжать изучение лобового сопротивления на больших высотах. При помощи триангуляционных измерений спутника будут получены более точные данные о величине и форме нашей планеты.
Как полагают ученые, форма спутника должна быть круглой или яйцеобразной. Для замера лобового сопротивления и получения точных данных о плотности воздуха на больших высотах наиболее удобной является форма шара: как ни будет вращаться спутник, в сторону движения всегда будет обращено полушарие. Полученные данные будут иметь значение при определении формы будущих летательных аппаратов, предназначенных для полетов на границе космического пространства, и для управляемых с Земли межпланетных кораблей будущего.
Местонахождение спутников в пространстве можно будет определить в любое время при помощи радиолокационных установок и оптических приборов; другими специальными приборами будет определяться положение спутника относительно земного магнитного поля. Сверкающая пылинка в темной глубине неба явится ярким свидетельством мощи науки и техники, которые позволят человечеству сделать первый шаг по пути проникновения в мировое пространство.
Л. Василевский С. Семенов