Наши космические пути - Коллектив авторов. Страница 78

Как видно из приведенных выше данных, характеризующих влияние ошибок в параметрах движения на положение точки встречи, определение этих параметров по данным измерений должно производиться с весьма высокой точностью, соответствующей точности астрономических расчетов.

Обычные, выработанные многолетней астрономической практикой приемы определения характеристик движения космических тел не могут быть использованы для указанной цели. Действительно, основа наблюдательной астрономии, оптические измерения являются непригодными вследствие малости размера ракеты как объекта наблюдения, вследствие малой точности одних угловых измерений при ограниченном наблюдательном времени и, наконец, вследствие малой надежности этих измерений, существенно зависящих от условий видимости и состояния земной атмосферы. Поэтому измерительная служба космических ракет базируется на радиотехнических средствах измерений. При этом используются измерения наклонных дальностей, углов и радиальных скоростей.

Эти особенности и требования к определению параметров движения космической ракеты максимально полно учтены в автоматизированном измерительном комплексе. Комплекс позволяет измерять текущую наклонную дальность до ракеты с высокой точностью и два угла на ракету: азимут и угол места. Данные измерений, получаемые на измерительном пункте, преобразуются в двоичный код, проходят предварительную обработку и привязываются к астрономическому времени. Все указанные операции производятся специальными цифровыми информационными машинами. Эти же информационные машины обеспечивают автоматическую выдачу измеренных данных в линии связи как в режиме измерений, так и в режиме выдачи запомненной информации. В вычислительном центре поступающая информация с помощью специальных электронных устройств автоматически декодируется и перфорируется на картах, которые в дальнейшем вводятся в электронные вычислительные машины. По данным измерений, поступивших с различных измерительных пунктов, вычислительные машины производят расчет начальных условий движения ракеты, целеуказаний и координат точки встречи ракеты с Луной.

С целью получения наиболее полных данных о движении космической ракеты на всем участке полета ракеты вплоть до Луны производились непрерывные измерения дальности до ракеты, радиальной скорости ее движения (скорости удаления от измерительного пункта) и угловых координат: угла места и азимута. Измерения производились на частоте 183,6 мегагерца.

Данные научных наблюдений, произведенных на борту космической ракеты, и сведения об условиях работы измерительной и радиотехнической аппаратуры (температура и давление) передавались и регистрировались наземными телеметрическими станциями. Передача научных данных производилась с помощью радиопередатчиков, работавших на частотах 183,6, 39,986 и 19,993 мегагерца. Все перечисленные радиотехнические средства были установлены в контейнере.

Радионаблюдения за полетом последней ступени ракеты осуществлялись по передатчику, работавшему на двух частотах: 19,997 и 20,003 мегагерца. По этому же радиоканалу передавалась дополнительная научная информация об интенсивности космического излучения с прибора, установленного не в контейнере, а на борту последней ступени ракеты.

Таким образом, в наблюдении за второй советской космической ракетой принимал участие большой комплекс радиотехнических средств, размещенных на специальных измерительных пунктах в различных частях территории Советского Союза. Все измерительные пункты были объединены системой специальной связи, обеспечивающей оперативную передачу данных измерений в вычислительный центр и целеуказаний на измерительные пункты.

Для координации работы измерительных средств по времени привязки результатов измерений к единому времени использовалась разработанная для этой цели служба единого времени.

Предварительная обработка данных измерений, поступивших через 20-30 минут со всех измерительных пунктов Советского Союза по автоматическим линиям связи в вычислительный центр, позволила в течение первого часа полета космической ракеты рассчитать траекторию ее дальнейшего движения, убедиться, что она выведена достаточно точно для попадания в Луну, рассчитать целеуказания для последующих измерений и наблюдений как советским, так и зарубежным измерительным станциям. По этим данным было определено, что предполагаемая точка встречи находится в северной части видимого диска Луны.

Последующая уточненная обработка этих данных и привлечение большой дополнительной информации по измерениям дальности и радиальной скорости ракеты дали возможность уточнить место и время встречи ракеты с Луной. Было установлено, что точка встречи располагается в районе моря «Ясности» в 800 километрах от центра видимого диска Луны.

Успешный полет второй советской космической ракеты на Луну является важнейшим этапом на пути исследования космического пространства и небесных тел.

♦ ОПЫТЫ В КОСМОСЕ

С. ВЕРНОВ, член-корреспондент АН СССР

Ракеты, созданные гением конструкторов, дали возможность физикам производить свои опыты непосредственно в космосе. Совсем недавно процессы, проходившие даже в непосредственной близости от Земли, нередко оказывались скрытыми от ученых. До полетов спутников мы не знали, например, что вокруг нашей планеты вращается большое число частиц со скоростями, близкими к световой. Их перемещение не сопровождается испусканием лучей, которые можно было бы заметить с Земли.

Но что же представляют собой радиационные пояса, и по какой причине вокруг Земли вращается столь большое число частиц? Начиная с полета второго советского спутника Земли мы упорно ищем ответ на эти вопросы.

Магнитное поле Земли представляет собой преграду для движения частиц, обладающих электрическим зарядом. Эти частицы сильно отклоняются в таком поле. В итоге электрически заряженная частица двигается в магнитном поле по определенным, сильно искривленным траекториям. Зная их, нетрудно убедиться, что у Земли существует ловушка для частиц.

Попав в ловушку, частица сама практически никогда из нее не выберется. Лишь столкновение с атомами и возмущения магнитного поля могут здесь помочь. Однако если частицы не в состоянии сами уйти из ловушки, то, очевидно, они не могут туда и попасть. Необходимо, чтобы при их захвате существовали особые условия. Такие условия и могут создать космические лучи. Под действием последних происходит разрушение атомных ядер. Одним из продуктов этого распада являются нейтроны. Не обладая электрическим зарядом, они беспрепятственно проходят сквозь магнитное поле и, следовательно, через магнитную ловушку. Но нейтроны распадаются, и в результате их исчезновения возникают электрически заряженные частицы. Если нейтрон распался именно в тот момент, когда он проходил сквозь ловушку, то продукты его распада окажутся пойманными. Таким путем могут попасть в ловушку протоны с энергиями в сотни миллионов электроновольт и электроны с энергиями в сотни тысяч электроновольт.

Частицы меньших энергий должны проникать в ловушку иным путем. Возможно, что существуют двигающиеся от Солнца ловушки, которые приносят пойманные там частицы и «пересаживают» их потом в ловушку, имеющуюся у Земли. Не исключено, что частицы попадают в ловушку в результате проникновения в нее корпускулярных потоков, испускаемых Солнцем.

Данные, полученные при полетах спутников и космических ракет, показывают, что земная ловушка частиц имеет сложную структуру. Она состоит из двух поясов: внешнего, простирающегося на расстояние около 10 земных радиусов от центра нашей планеты, и внутреннего, существующего на высотах около тысячи километров от поверхности Земли. Между поясами есть пространство, не заполненное частицами.

Природа частиц (как и распределение их по энергиям) в обоих поясах резко различна. Во внутреннем поясе наблюдаются протоны. Энергия их столь велика, что лишь космические лучи могут быть ответственны за их появление. Во внешнем поясе таких частиц нет. Более того, там вообще отсутствуют частицы больших энергий. Во внешнем поясе имеются лишь электроны с относительно небольшой энергией. Поскольку этот пояс ближе к Солнцу, условия внедрения в него частиц солнечного происхождения более вероятны.