Большая энциклопедия техники

Первыми искусственными спутниками Венеры стали советские космические аппараты серии «Венера»: «Венера-9» была запущена в 1975 г., а «Венера-10» – на 6 дней позднее. В основное оснащение спутников входили: система управления и ориентации на базе астродатчиков и бортового вычислительного комплекса; система дальней радиосвязи; система электропитания, использующая солнечные батареи для получения электроэнергии; система терморегулирования; двигательная установка, в основную задачу которой входило обеспечение перехода с межпланетной траектории на заданную орбиту искусственного спутника Венеры; разнообразная научная аппаратура для проведения исследований. Через три года был запущен американский космический аппарат «Пионер-Венера», который занял свое рабочее место на орбите в декабре 1978 г. и стал третьим искусственным спутником этой планеты. В задачи этих космических аппаратов входили: проведение научных исследований космического пространства в окрестностях Венеры, фотографирование облачного покрова в видимой и ближней УФ-области спектра, изучение свечения ночного неба Венеры.

Искусственные спутники Солнца, иначе называемые искусственными планетами, – космические аппараты, которые были выведены на орбиты вокруг Солнца, определяющим фактором движения которых является солнечное притяжение.

До 1971 г. было запущено много космических аппаратов, которые во время своей работы некоторое время являлись искусственными спутниками Солнца, так как для достижения целей эксперимента были вынуждены использовать околосолнечные орбиты.

Возможны два варианта, при которых космический аппарат покидает сферу действия Земли после движения по отрезку гиперболической орбиты, впоследствии выйдя на орбиту вокруг Солнца. Первым космическим аппаратом, который стал искусственным спутником Солнца, стала «Луна-1». Он был выведен на гиперболическую орбиту в 1959 г., на второй день после праздника Нового года. После прохождения траектории мимо планеты Луна космический аппарат «Луна-1» вышел на эллиптическую орбиту вокруг Солнца с периодом обращения 450 суток.

Другим примером являются космические аппараты, траектория которых рассчитана на пролет вблизи какой-либо планеты, в результате чего аппарат будет двигаться почти по эллиптической орбите. При сближении с планетой ее притяжение может перевести аппарат на другую эллиптическую орбиту и так далее, пока не произойдет следующее сближение с планетой. В 1974—1976 гг. были запущены немецкие космические аппараты серии «Гелиос», которые предназначены для исследования космического и околосолнечного пространства с гелиоцентрической орбиты.

Искусственный спутник земли

Искусственный спутник Земли – космический аппарат, который вращается вокруг Земли, находясь на геоцентрической орбите. Изначально слово «спутник» использовалось для обозначения советских космических аппаратов, но в 1968—1969 гг. была реализована идея по созданию международного многоязычного космического словаря, в котором по обоюдной договоренности стран-участниц термин «спутник» стал применяться к искусственным спутникам Земли, запущенным в любой стране мира.

В соответствии с международной договоренностью космический аппарат считается спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. Для того чтобы вывести спутник на орбиту, необходимо сообщить ему скорость, равную или большую первой космической скорости. Высота полета спутника может быть различной и колеблется от нескольких сот до сотен тысяч километров.

Наименьшая высота определяется наличием процесса быстрого торможения в верхних слоях атмосферы. От высоты зависит также период обращения спутника по орбите, который варьируется от нескольких часов до нескольких суток. Применяются в научных исследованиях и для решения прикладных задач. Подразделяются на военные, метеорологические, навигационные, спутники связи и др. Существуют также спутники радиолюбительские.

Если спутник на борту имеет передающую радиоаппаратуру, какие-либо измерительные приборы, импульсные лампы, используемые для подачи сигналов, то он считается активным. Пассивные искусственные спутники Земли используются для реализации ряда научных задач и в качестве объектов наблюдения с земной поверхности.

Масса спутника напрямую зависит от задач, которые предстоит реализовать объекту запуска в околоземном пространстве, и может составлять от сотен граммов до сотен тонн.

Искусственные спутники имеют определенную ориентацию в пространстве в зависимости от поставленных задач. Так, например, вертикальная ориентация используется для спутников, основной задачей которых является наблюдение объектов на поверхности Земли и в ее атмосфере.

Для астрономических исследований спутники ориентируются на исследуемые небесные тела. Возможна ориентация отдельных элементов спутника, например антенн, на земные станции приема, а солнечных батарей – в сторону Солнца.

Системы ориентации спутников делятся на пассивные (магнитные, аэродинамические, гравитационные) и активные (системы, снабженные управляющими органами).

Последние применяются в основном на технически сложных искусственных спутниках и космических кораблях.

Первым в мире искусственным спутником Земли стал «Спутник-1». Он был запущен 4 октября 1957 г. с космодрома Байконур.

Над созданием этого космического аппарата работали ведущие ученые СССР того времени, среди которых основоположник практической космонавтики С. П. Королев, М. К. Тихонравов, М. В. Келдыш и многие другие. Спутник представлял собой алюминиевую сферу, которая имела 58 см в диаметре, массу 83,6 кг. В верхней части располагались две антенны, каждая из которых состояла из двух штырей и четырех антенн. Спутник был оснащен двумя радиопередатчиками с источниками питания. Диапазон передатчиков был таким, чтобы его передвижения могли отслеживать и радиолюбители. Он совершил 1440 оборотов вокруг Земли за 92 дня. Во время полета стало возможным по изменению орбиты спутника впервые определить плотность верхней атмосферы, помимо этого были получены первые данные по распространению радиосигналов в ионосфере. Уже 3 ноября был запущен второй, биологический, спутник Земли, который на борту, помимо улучшенной научной аппаратуры, доставил на орбиту живое существо – собаку Лайку. Общий вес спутника составил 508,3 кг. Спутник был оборудован системами терморегулирования и регенерации для поддержания условий, необходимых для жизни животного.

Первым искусственным спутником СССР разведывательного назначения стал «Зенит-2», который был выведен на орбиту 26 апреля 1962 г. В комплект оборудования входила капсула для сброса фотоматериала и различная фото– и радиоразведывательная аппаратура.

США стали второй мировой державой, открывшей для себя космическое пространство, запустив свой спутник, «Эксплорер-1» 1 февраля 1958 г. (по некоторым данным, 31 января 1958 г.). Запуск и разработку спутника осуществляла бригада специалистов под командованием бывшего немецкого инженера Вернера фон Брауна, создателя «оружия возмездия» – ракеты, известной под названием «Фау-2». Запуск спутника осуществлялся при помощи баллистической ракеты «Редстоун», использовавшей в качестве топлива смесь этилового спирта и гидразина (N₂H₄). Масса спутника составляла 8,3 кг, что в 10 раз меньше советского спутника, тем не менее «Эксплорер-1» на борту имел счетчик Гейгера и датчик атмосферных частиц.

Третьей космической державой стала Франция, запустив спутник «Астерикс-1» 26 ноября 1965 г. Австралия была следующей державой, которая заслужила право называться космической, это случилось 29 ноября 1967 г., спутник назывался «ВРЕСАТ-1». В 1970 г. сразу две державы пополнили список искусственных спутников Земли – Япония (спутник «Осуми») и Китай (спутник «Китай-1»).

Квантовый ракетный двигатель

Квантовый ракетный двигатель – ракетный двигатель, в котором реактивная струя образуется квантами излучения, фотонами. Возможно применение в межзвездных перелетах.

Коллоидный ракетный двигатель

Коллоидный ракетный двигатель – разновидность электростатических ракетных двигателей. Рабочее тело в двигателях этого типа исполнено в виде положительно заряженных микроскопических частиц, которые по размерам и массе лишь на 5 порядков превышают ионы. Разгон частиц осуществляется воздействием электрического поля. Источником таких частиц являются капиллярные трубки подачи рабочего тела, на выходе которых происходят процессы дробления и зарядки частиц. Рабочим телом могут послужить легкоплавкие металлы, например цезий или висмут, в жидком фазовом состоянии или соединения, характеризующиеся низким потенциалом выхода электронов. Кроме того, в качестве рабочего тела могут эффективно применяться органические жидкости. Теоретически такие двигатели могут превосходить ионные по плотности тяги на несколько порядков, уступая лишь по величине удельного импульса, максимальная расчетная величина которого колеблется около 40—50 км/с в зависимости от используемых материалов.