Новости и события » Общество » Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Эхо-1 - спутник-воздушный шар

Спустя три года после того, как СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли, США запустили в космос космический аппарат, который считается первым спутником связи. Эхо-1 представлял из себя сферический «спутник-воздушный шар» (спутник-баллон). Его металлизированная оболочка из тонкой полиэфирной пленки толщиной 0,127 мм с алюминиевым напылением выполняла функции пассивного ретранслятора. Диаметр спутника составлял 30,5 метров. Это почти как высота 10-11-этажного дома. Какое-либо оборудование для приема и дальнейшей передачи сигнала на аппарате отсутствовало. Ретрансляция радиосигнала обеспечивалась путем отражения радиоволн от металлизированной оболочки спутника.

Спутник был выведен на орбиту ракетой-носителем Delta в сложенном состоянии. После выведения на орбиту внутрь сферы закачивался ацетальдегид, который, газифицируясь в вакууме, наполнял оболочку. Разработчиком и оператором спутника был НАСА (Национальный консультативный комитет по аэронавтике) - предшественник NASA. Помимо исследований в области связи спутник был предназначен и для изучения плотности экзосферы Земли - внешней части верхней атмосферы планеты, расположенной выше 700 км.

Эхо-1 имел большой размер и, соответственно, значительную парусность, в результате чего быстро тормозился в верхней атмосфере. На момент запуска аппарата перигей орбиты составлял 1 519 км, апогей - 1 687 км. За первые пять месяцев полета практически круговая орбита превратилась в эллиптическую (перигей - 900 км, апогей - 2 200 км). За следующие полгода форма орбиты вновь возвратилась к почти круговой. Эволюция орбиты позволила установить многие характеристики среды на высоте нахождения аппарата. Обнаружить периодические изменения плотности верхней атмосферы планеты вследствие влияния солнечного ветра.

Сошел с орбиты и разрушился спутник спустя восемь лет поле запуска в мае 1968 года. Эхо-1 был не единственным подобным космическим аппаратом на заре космонавтики, через четыре года после его запуска на орбиту был отправлен Эхо-2, диаметр сферы которого составил уже 41 метр. А в 1966 году на орбиту был отправлен космический аппарат Pageos.

LAGEOS - наследство следующим цивилизациям

Как правило, срок жизни космических аппаратов на орбите исчисляется несколькими годами. Но в некоторых случаях это не так. Аппарат LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite), запущенный в 1976 году, будет находиться на своей орбите около 8 миллионов лет.

Если, отправляя исследовательские зонды для изучения далекого космоса, мы крепим на их борту пластинки с посланиями далеким цивилизациям, то внутри LAGEOS находится стальная пластинка с письмом нашим далеким потомкам.

Впрочем, стоит надеяться, что именно наши потомки будут жить к этому моменту на планете, а не какая-либо новая цивилизация.

Такое предполагаемое долгожительство спутника не случайно. Космический аппарат имеет небольшую площадь поперечного сечения - примерно 60 см. Это позволяет уменьшить воздействие аэродинамического торможения и давления солнечного ветра. В отличие от Эхо-1 и Эхо-2, он имеет минимальную «парусность». Выбранная масса спутника, состоящего из тяжелой латунной сердцевины и легкой алюминиевой оболочки, составляет 410 кг и призвана уменьшить изменение орбиты под влиянием аномалий гравитационного поля Земли. Кроме этого, для спутника выбрана достаточно высокая орбита - около 5 880 км. Впрочем, это не значит, что спутник будет использоваться все восемь миллионов лет. LAGEOS был рассчитан на использование в течение 50 лет. В октябре 1992 года NASA с помощью МТКК «Спейс шаттл» вывело на орбиту его преемника - космический аппарат LAGEOS-2.

Естественно, цель этих запусков не рекорды в сфере космического долгожительства. LAGEOS предназначен для изучения геодинамики (смещение земной коры, сдвиг тектонических плит и т. д.) и уточнения параметров гравитационного поля планеты. Так же, как и Эхо-1, LAGEOS - пассивный спутник. Равномерно расположенные на оболочке спутника 426 уголковых отражателей возвращает лазерный луч, посылаемый с наземных лазерных установок. Это позволяет вычислить положение космического аппарата с высокой точностью.

GOCE - зачем спутнику крылья

Космическим аппаратам и кораблям крылья, как правило, не нужны. Крыло - это аэродинамическая поверхность для создания подъемной силы. Но в космосе атмосфера становится настолько разреженной, так что аэродинамическая авиация становится уже невозможной. Космическому кораблю «Буран» крылья были необходимы лишь на последнем этапе полета: после возвращения в плотные слои атмосферы и при посадке. В то же время и среди спутников есть такие, которые необходимо оснащать крыльями.

GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) - научно-исследовательский спутник, запущенный в марте 2009 года с космодрома Плесецк по заказу ЕКА, имеет необычную форму. Высота орбиты, на которую был выведен космический аппарат, - около 260 км. Это достаточно низкая орбита. К примеру, МКС находится на высоте 413-418 км. При этом каждый раз, при посещении станции транспортными кораблями, ее орбита поднимается выше, так как вследствие сопротивления атмосферы и под воздействием силы притяжения Земли она снижается на 150-200 метров.

Такая низкая орбита потребовала от разработчиков космического аппарата нестандартных конструкторских решений. Для того чтобы сохранять ориентацию аппарата и уменьшить торможение в атмосфере планеты, которая хоть и разреженная, но дает о себе знать, спутнику придали стрелообразную форму, оснастив его «крыльями-плавниками». Кроме этого, для того чтобы компенсировать атмосферное торможение и другие негравитационные воздействия, космический аппарат был оснащен непрерывно работавшим ионным двигателем. Спутники практически всегда оснащаются двигателями. Но они предназначены для периодических включений - смены орбиты или ориентации.

GOCE был предназначен для исследования гравитационного поля нашей планеты и после выполнения своей миссии сгорел в плотных слоях атмосферы в ночь с 10 на 11 ноября 2013 года.

ESTCube-1 - эстонский парусник

В том, что маленькая Эстония запускает свои спутники, на самом деле нет ничего удивительного. Необычен спутник по другой причине. Это первый в мире спутник, который должен был использовать электрический парус. Технология таких парусов предложена в соседней Финляндии физиком Пеккой Янхуненом.

Хотя такой парус не является парусом в прямом смысле этого слова, определенные параллели провести можно. Вместо обычного ветра здесь используется солнечный ветер - поток мегаионизированных частиц, истекающих из солнечной короны. Вместо ткани - положительно заряженные тросы, которые отталкивают ионы солнечного ветра. Это, в свою очередь, должно приводить к передаче импульса от ионов к электрическому парусу и в результате к разгону или изменению ориентации корабля. Кстати, не стоит путать электрический парус с солнечным. Последний, приводится в движение непосредственно фотонами солнечного света. Основной задачей космического аппарата было тестирование электрического паруса, но он так и не раскрылся. ESTCube-1 все еще находится на орбите. Ожидается, что к 2036 году спутник войдет в земную атмосферу и сгорит.

К слову, сделан космический аппарат по набирающей популярность технологии CubeSat. Такие спутники выполнены в форме куба с гранью 10 см. Они имеют стандартный объем 1 литр и массу, не превышающую 1,33 кг. Формат позволяет упростить и удешевить создание спутников. На спутниках, созданных по спецификации CubeSat, можно размещать различные научные приборы. Неудивительно, что он стал широко популярен при создании университетских, частных и радиолюбительских спутников. Некоторые кубсаты, как и ESTCube-1, стали первыми национальными спутниками своих стран.

Программа Corona - поймай шпиона, если сможешь

Разведка - одно из основных предназначений космических аппаратов, работающих на орбите. Первый спутник-шпион был отправлен на орбиту американцами уже в феврале 1959 года, через 5 месяцев после вывода на орбиту первого ИСЗ «Спутник-1» и почти через месяц после запуска Explorer-1 - первого американского спутника.

Для слежения за наземными объектами потенциального противника, в основном СССР и Китая, в США была создана космическая программа оборонного назначения - Corona. В рамках программы было запущено 144 спутника, но только 102 из них были удачными. Современные космические разведчики передают полученные изображения на Землю посредством радиосвязи. Спутники-шпионы первого поколения использовали фотопленку, и отснятый материал требовалось каким-либо образом вернуть на Землю.

Контейнеры с отснятой фотопленкой возвращались в спускаемой капсуле. Капсула отделялась от космического аппарата на высоте 167-182 км. На высоте 18-20 км происходило раскрытие «малого парашюта», и уже на высоте 15-16 км раскрывался основной парашют.

А вот дальше происходило самое интересное и сложное. Спускаемую капсулу нужно было поймать. Специально оборудованный для этой цели самолет C-119, оснащенный лебедкой и крюком, «подхватывал» капсулу на лету уже на высоте 4,5 км. Иногда поймать капсулу с пленкой не удавалось. В этом случае в дело вступали корабли ВМФ США. Но, по соображениям безопасности, корпус капсулы частично был сделан из растворимых в воде материалов. Если капсулу на поверхности воды найти не удавалось, то она просто тонула.

Несмотря на огромные усилия и затраты, использование для разведки спутников давало хорошие результаты. Уже первый удачный запуск спутника-шпиона позволил США получить гораздо больше разведданных, чем все предшествующие полеты высотного самолета-разведчика U-2 вместе взятые.

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите

Самые необычные космические аппараты на орбите


загрузка...

 

Вверх