«Юный техник», 1959 г., №3 , стр. 10-14
 

Радиоэлектроника — основа всей техники, сосредоточиваемой на борту космических кораблей.

В этом отношении особенно характерен третий искусственный спутник Земли, оборудование которого — поистине сгусток последнего слова электроники. Одних только полупроводниковых приборов на нем несколько тысяч.

Для научных исследований на борту спутников и космической ракеты используются фотоэлектронные умножители.

Если направить на поверхность металла, полупроводника или диэлектрика поток быстрых электронов, то, оказывается, эти первые электроны будут выбивать из материала своих вторичных собратьев; причем вторичные электроны «вышибаются» не только с поверхности тела, но и из его глубины.

Выход потока вторичных электронов в результате бомбардировки первичными электронами носит название вторичной эмиссии, а тело, из которого выбивается этот поток, эмиттером. Чем большей энергией обладают бомбардирующие электроны, тем больше они «вышибают» вторичных электронов. На явлении вторичной эмиссии и основан принцип работы фотоумножителя (см. рис. на стр. 12).

В колбе, из которой откачан воздух, помещается фотокатод, за ним — ряд эмиттеров и в конце — анод.

При освещении фотокатода с него срываются электроны. Ускоренные напряжением между пластинками, они бомбардируют эмиттер, выбивая из него новые электроны. Электроны с первого эмиттера (опять же ускоренные напряжением) ударяются в соседний эмиттер, выбивая из него большее число электронов; те же, в свою очередь, бомбардируют следующий эмиттер и т. д. Итак, количество «вышибленных» электронов нарастает (действительно, «умножение»). Фототок, вызванный освещением катода, приходит к аноду усиленным, увеличенным в степени, равной числу эмиттеров.

В СССР имеются фотоумножители с чувствительностью до 0,000000000001 (10-12) люмена. С чем сравнить эту цифру? Таким умножителем можно было бы на Камчатке обнаружить свет свечи, зажженной в Москве.

В космонавтике фотоумножители используются для изучения космических лучей и излучения Солнца.

Для измерения давления и плотности окружающего пространства на спутниках применяются магнитный и ионизационный манометры. Уже на высоте 100 км давление атмосферы в 10 млн. раз меньше, чем на Земле. Знание плотности и давления помогает определить температуру. Измерение давления на спутнике в интервале от одной миллионной до одной миллиардной доли миллиметра ртутного столба производится ионизационными манометрами.

Ионы, из которых состоит атмосфера на больших высотах, попадают в колбу специальной радиолампы (см. рис.) и изменяют сеточный ток ее в соответствии со своей концентрацией (а следовательно, и давлением). Изменение тока сетки увеличивается и передается через телеметрическую систему на Землю, где электронно — вычислительные машины подсчитывают величину давления.



Прибор для определения напряженности электростатического поля работает по принципу хорошо известного электроскопа. Если наэлектризованную палочку поднести к электроскопу, видно, как внутри него расходятся листочки, — палочка навела на лепестках заряд. Но протяните между палочкой и электроскопом руку — листочки упадут. Рука в этом случае «экранирует», (загораживает) электростатическое поле заряженной палочки. Аналогично и на спутнике: пластинка, соединенная с усилителем, заряжается под влиянием внешнего электростатического поля. Другая пластинка (экран) соединена с корпусом. Она вращается, периодически закрывая первую пластинку и тем самым периодически снимая с нее заряд, заставляя его «стекать» по сопротивлению. Создается переменное напряжение, величина которого пропорциональна величине заряда, наведенного на пластинке электростатическим полем Земли. Об этом опять же радирует телеметрическая система спутника.

С помощью аппаратуры, состоящей из люминесцентного счетчика, изучаются легкие частицы космического излучения. Частица (например, фотон) попадает в счетчик, вызывая свечение флуоресцирующего экрана. Вспышка света регистрируется фотоумножителем, усиливается и поступает на радиотелеметрическую систему.

Регистрация же в космическом излучении ядер тяжелых элементов происходит с помощью знакомого вам черенковского счетчика частиц.

Для регистрации соударений микрометеоров с внешней оболочкой межпланетной ракеты или спутника используются пьезоэлементы, превращающие механическую энергию ударяющих частиц в электрическую энергию. Электрические импульсы с датчиков передаются на вход электронного блока, в котором происходит счет импульсов и регистрация их величины.

Характерной особенностью третьего искусственного спутника явилось применение солнечных полупроводниковых батарей, питающих приборы электрическим током (см. «ЮТ» № 11 за 1958 г.).

Радиотелеметрическая система непрерывно регистрировала научные измерения, проделанные в полете, запоминала данные этих измерений и передавала их на Землю при прохождении спутника или искусственной планеты над станциями, расположенными на территории СССР.

Эти сигналы с космических посланцев звучат на весь мир гимном радиоэлектронике и ее успехам в стране великого первооткрывателя радио.