Искусственные спутники

4 октября 1957 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен запуск первого искусственного спутника Земли. Это всемирно-историческое событие стало началом новой эры в истории человечества - эры изучения и освоения космического пространства.

Искусственные спутники Земли выводятся на орбиты с помощью многоступенчатых ракет-носителей, которые поднимают их на определенную высоту над поверхностью Земли и разгоняют до скорости, равной или превышающей (но не более чем в 1,4 раза) первую космическую скорость. Запуски искусственных спутников Земли с помощью собственных ракет-носителей производят СССР, США, Франция, Япония, КНР и Великобритания. Некоторые искусственные спутники Земли, изготовленные в Канаде, Италии, ФРГ, Индии, Нидерландах, Франции и других странах, запускаются с помощью советских и американских ракет-носителей. Ряд искусственных спутников Земли выводятся на орбиты в рамках международного сотрудничества. Таковы, например, спутники "Интеркосмос". Исследования на этих спутниках осуществляются совместно учеными социалистических стран.

Всего к ноябрю 1979 года запущено около 2400 искусственных спутников Земли различных типов, в том числе примерно 1400 в СССР и около 1000 в США и других странах.

Искусственными спутниками, по существу, являются все летательные космические аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли, включая космические корабли и орбитальные станции с экипажами. Однако к искусственным спутникам Земли принято относить главным образом, автоматические спутники, не предназначенные для работы на них человека-космонавта. Это вызвано тем, что пилотируемые космические корабли существенно отличаются по своим конструктивным особенностям от автоматических спутников. Так, космические корабли должны иметь системы жизнеобеспечения, специальные отсеки - спускаемые аппараты, в которых космонавты возвращаются на Землю. Для автоматических искусственных спутников Земли такого рода оборудование не обязательно или вовсе излишне.

Классифицировать искусственные спутники Земли можно по различным признакам. Основной же принцип классификации - по целям запуска и задачам, решаемым с помощью искусственных спутников Земли. Кроме того, искусственные спутники Земли различаются по орбитам, на которые они выводятся, типам некоторого бортового оборудования и так далее.

По целям и задачам искусственные спутники Земли подразделяются на две большие группы - научно-исследовательские и прикладные. Научно-исследовательские спутники предназначены для получения новой научной информации о Земле и околоземном космическом пространстве, для проведения астрономических исследований, исследований в области биологии и медицины и других областях науки. Прикладные спутники предназначены для разрешения практических нужд человека, получения информации в интересах народного хозяйства, проведения технических экспериментов, а также для испытания и отработки нового оборудования.

По орбитам, на которые искусственные спутники Земли выводятся, спутники Земли делятся на круговые, эллиптические, экваториальные (плоскость орбиты искусственного спутника Земли лежит в плоскости экватора), полярные (плоскость орбиты искусственного спутника Земли составляет с плоскостью экватора 90 градусов), стационарные. Последние особенно интересны. Если искусственный спутник Земли вывести на круговую экваториальную орбиту высотой над поверхностью Земли 35860 километров и направить его движение в сторону направления вращения Земли, то такой искусственный спутник будет находиться на стационарной орбите и казаться "висящим" неподвижно над одной точкой земного экватора. Стационарные орбиты особенно удобны для спутников связи.

Размеры, масса, оборудование искусственных спутников Земли зависят от задач, которые спутники решают. Первый в мире советский искусственный спутник Земли имел массу 83,6 килограмма, корпус в виде шара диаметром 0,58 метров. Масса наименьшего искусственного спутника Земли составляла всего 700 граммов. Масса советского искусственного спутника Земли "Протон-4" около 17 тонн.

Размеры корпуса искусственного спутника Земли ограничиваются размерами головного обтекателя ракеты-носителя, защищающего спутник от неблагоприятного воздействия атмосферы на участке выведения искусственного спутника на орбиту. Поэтому диаметр, например, цилиндрического корпуса искусственного спутника не превышает 3-4 метров. На орбите размеры искусственного спутника Земли могут значительно увеличиться за счет развертываемых элементов спутника - панелей солнечных батарей, штанг с приборами, антенн.

Оборудование искусственных спутников Земли очень разнообразно. Это, во-первых, аппаратура, с помощью которой обеспечивается выполнение поставленных перед спутником задач, - научно-исследовательская, навигационная, метеорологическая и тому подобная. Во-вторых, так называемое служебное оборудование, призванное обеспечить необходимые условия для работы основной аппаратуры и связь между искусственным спутником Земли и наземным пунктом. К служебному оборудованию относятся системы энергопитания (солнечные батареи, электрохимические источники тока, радиоизотопные электрогенераторы), радиотелеметрическая система для передачи на Землю информации и приема на спутнике командных сигналов, система терморегулирования для создания и поддержания необходимого теплового режима работы аппаратуры. Служебные системы обязательны для подавляющего большинства искусственных спутников Земли. Кроме того, как правило, искусственный спутник Земли снабжается системой ориентации в пространстве, тип которой зависит от назначения спутника (ориентация по небесным телам, по магнитному полю Земли и тому подобное), и бортовой электронной вычислительной машиной для управления работой приборов и служебных систем. Иногда на искусственный спутник Земли устанавливается спускаемый аппарат для возвращения на Землю приборов, материалов эксперимента, подопытных животных.

Научно-исследовательские искусственные спутники Земли решают самые разнообразные задачи по исследованию Земли, земной атмосферы и околоземного пространства, небесных тел. С помощью этих спутников были сделаны важные и крупные открытия, обнаружены радиационные пояса Земли, магнитосфера Земли, солнечный ветер. Интересные исследования ведутся с помощью специализированных биологических спутников: изучается влияние космического пространства на развитие и состояние животных, высших растений, микроорганизмов, клеток.

Все большее значение приобретают астрономические искусственные спутники Земли. Аппаратура, установленная на этих спутниках, находится вне плотных слоев земной атмосферы и позволяет исследовать излучение от небесных объектов в ультрафиолетовом, рентгеновском, инфракрасном и гамма-диапазонах спектра (смотрите Электромагнитное излучение небесных тел). Так, американский астрономический искусственный спутник Земли "Эксплорер-42" зарегистрировал около 150 источников ультрафиолетового излучения, а американские спутники "Вела" обнаружили загадочные гамма-всплески, происхождение которых до сих пор не объяснено (смотрите Гамма-астрономия).

В последние годы быстро растет специализация научно-исследовательских искусственных спутников Земли. Если в первое десятилетие космической эры запускались спутники с широкими научными программами, то сейчас появились искусственные спутники Земли для углубленного изучения отдельных проблем и решения "узких" задач. Таковы спутники для получения тепловой карты Земли, для океанографических исследований, регистрации гамма-лучей, изучения Солнца. К научно-исследовательским искусственным спутникам Земли относятся советские спутники серий "Электрон", "Протон", "Прогноз", "Космос", американские - серий "Эксплорер", OSO, OGO, OAO, HEAO (орбитальные геофизические, солнечные и астрономические обсерватории), французские - "Диадем", "Снег-3".

Прикладные искусственные спутники Земли предназначены для получения данных в интересах народного хозяйства, а также для испытаний новой ракетно-космической техники.

Спутники связи служат для передачи телевизионных программ, обеспечения радиотелефонной и телеграфной и других видов связи между наземными пунктами, расположенными на больших расстояниях друг от друга. Так, с помощью советских искусственных спутников Земли "Молния" обеспечивается передача программ Центрального телевидения СССР на пункты сети "Орбита", расположенные в районах Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии, а также связь между различными районами нашей огромной страны. К спутникам связи кроме "Молнии" относятся советские искусственные спутники Земли серий "Радуга", "Экран", "Горизонт", американские "Синком", "Уэстар", "Комсат", "Сатком", канадские "Аник" и другие.

Метеорологические искусственные спутники Земли регулярно передают на наземные станции изображения облачного, снегового и ледового покровов Земли; сведения о температуре земной поверхности и различных слоев атмосферы и тому подобного. Эти данные используются для уточнения прогнозов погоды, своевременно предупреждают о надвигающихся ураганах, штормах, тайфунах. К метеорологическим искусственным спутникам Земли относятся советские спутники "Метеор", американские "Тирос", "Итос", "Нимбус".

Большое значение приобрели специализированные искусственные спутники Земли для изучения природных ресурсов Земли. Аппаратура таких искусственных спутников передает информацию, важную для различных отраслей народного хозяйства. Ее можно использовать для прогнозирования урожаев сельскохозяйственных культур, определения районов, перспективных на поиск полезных ископаемых, для определения зараженных вредителями участков леса, для контроля загрязнения природной среды (атмосферы, водоемов). К таким искусственным спутникам Земли относятся некоторые советские спутники "Космос", американские "Лэндсат".

Навигационные искусственные спутники Земли быстро и точно определяют местонахождение морских кораблей в любой точке Мирового океана, независимо от погодных условий. К навигационным искусственным спутникам Земли относятся советский спутник "Космос-1000", американские "Транзит", "Навсат".

Искусственные спутники Луны и планет запускаются пока только с научно-исследовательскими целями для изучения атмосфер, поверхности и строения этих небесных тел, а также близлежащего космического пространства.

Луна стала первым после Земли небесным телом, на орбиты вокруг которого были выведены искусственные спутники. Первым искусственным спутником Луны стала советская автоматическая станция "Луна-10", запущенная 31 марта 1966 года и выведенная на орбиту вокруг Луны через 3,5 суток после старта с Земли. Всего до 1980 года было запущено 14 спутников Луны, в том числе 7 советских автоматических станций "Луна", 5 американских аппаратов типа "Лунар орбитер" и 2 типа "Эксплорер". В это число не входят оставшиеся на орбитах вокруг Луны некоторые станции "Луна", от которых отделялись спускаемые аппараты, а также американские космические корабли "Аполлон", предназначавшиеся для мягкой посадки на Луну и первоначально также выводившиеся на орбиты искусственные спутники Луны.

Марс - первая планета Солнечной системы, на орбиты вокруг которой были выведены искусственные спутники. Всего таких спутников пять. В мае 1971 года с Земли были запущены две советские автоматические межпланетные станции "Марс-2" и "Марс-3" и американский космический аппарат "Маринер-9". В ноябре-декабре 1971 года они были переведены на орбиты вокруг Марса и стали его первыми искусственными спутниками. Искусственными спутниками Марса стали также орбитальные отсеки американских космических аппаратов "Викинг-1" и "Викинг-2".

В октябре 1975 года обрела свои первые искусственные спутники планета Венера. Это советские автоматические станции "Венера-9" и "Венера-10". Третий искусственный спутник Венеры - американский космический аппарат "Пионер-Венера-1" был выведен на орбиту вокруг планеты в декабре 1978 года.

Энциклопедический словарь юного астронома, 1980 год