Наука о космосе
В течении небольшого периода времени с начала космической эры че ловек не только послал автоматические космические станции к другим планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в науке о космосе, равной которой не было за всю историю человечес тва. Наряду с большими техническими достяжениями, вызванными развитием космонавтики, были получены новые знания о планете Земля и соседних мирах.
Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным визуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой высоты, интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей.
Это открытие пренадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в 1946 г.газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты.
В 1952 и 1953 гг. д-р Джеймс Ван Аллен проводил исследования низ ко энергетических космических лучей при запусках в районе север ного магнитного полюса Земли небольших ракет на высоту 19-24 км и высотных шаров-балонов. Проанализировав резульаты проведенных эксперементов, Ван Аллен предложил разместить на борту первых американских искусственных спутников Земли достаточно порстые по конструкции детекторы космических лучей.
С помощью спутника “Эксплорер-1” выведенного США на орбиту 31 января 1958 г. было обнаружено резкое уменьшение интенсивности космического излучения на высотах более 950 км.
В конце 1958 г. АМС “Пионер-3” преодалевшая за сутки полета рас тояние свыше 100000 км, зарегистрировала с помощью имевшихся на борту датчиков второй, расположенный выше первого, радиационный пояс Земли, который также опоясывает весь земной шар.
В августе и сентябре 1958 г. на высоте более 320 км было произведено три атомных взрыва, каждый мощьностью 1,5 кт. Целью испытаний с кодовым названием “Аргус” было изучение возможности пропадания радио и радиолокационной связи при таких испытаниях. Исследование Солнца - важнейшая научная задача, решению которой посвящены многие запуски первых спутников и АМС.
Американские “Пионер-4” - “Пионер-9” ( 1959-1968гг.) с околосол нечных орбит передавали по радио на Землю важнейшую информа цию о структуре Солнца. В тоже время было запущено более двад цати спутников серии “Интеркосмос” с целью изучения Солнца и околосолнечного пространства.
Полеты АМС к Луне и планетам
В начале 60-х годов в США и СССР были спроектированы ,изготов лены и запущены к Луне целый ряд АМС . Наиболее удачным для американцев был запуск в июле 1964г. аппарата “Рейнджер-7”, ко торый передал на Землю более 4300 высококачественных ТВ изображений Луны , полученных перед контактом с поверхностью. По следнееизображение, снятое с высоты 1600 м ,охватывало площадь 30x50 м. На нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м.
В СССР впервые были созданы возможности для осуществления мягкой посадки на Луну с созданием новых АМС серии “Луна” в 1963г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку приборного контейнера массой 100 кг на поверхность Луны.
При запуске АМС “Луна-9” в феврале 1966г. была впервые успешно осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного руками человека. Второй “прилунившейся” станцией стала “Луна-13”.
С помощью механического грунтомера и радиационного плотноме ра была получена уникальная информация о плотности и составе поверхности грунта. При запуске АМС “Луна-17” впервые была по ставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успеш ной посадки с посадочной ступени был спущен аппарат “Луноход-1”
В течении 10 мес работы “Луноход-1”,управляемый с Земли по радио, прошел по лунной поверхности более 10,5 км.
Одно из наиболее ярких светил ночного неба- покрытая облаками планета Венера - стало одной из первых целей полетов АМС. Впервые возможность запуска АМС появилась в конце 1960г., когда в СССР была создана первая ракета-носитель А-2-е. В феврале 1961г. воспользовавшись “окном” для запусков к Венере СССР запустил АМС “Венера-1”, которая прошла на расстоянии 100 тыс. км от Венеры и вышла на околосолнечную орбиту .
12 ноября 1965 г. была запущена, с целью достижения ее поверхности “Венера-3”. 1 марта 1965 г. станция достигла поверхности Венеры, осуществив первый полет АМС на другую планету. В 1967 г. успешный полет совершила станйия “Венера-4”, направленная непосредственно на планету. На расстаянии 45000 км от Венеры от станции отделился сферический спускаемый аппарат (СА) диаметром 1 м, который при входе в атмосферу планеты выдержал перегрузку до 300 g. Парашютная система в дальнейшем обеспечила спуск в атмосфере, который продолжался 94 мин. Была принята информация о том, что на высоте 25 км температура атмосферы равна 271 гр. и давление 17-20 атм. На поверхности планеты температура ровна 475 гр. и давление 15 атм.
Было установлено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа. В последствии были проведены несколько запусков с целью погружения в атмосферу Венеры.
Первой космической станцией, запущенной к Марсу 1 ноября 1962 г., была советская АМС “Марс-1”. США запустили в 1964 г. первые две АМС “Маринер”. Запуск “Маринер-3” оказался неудачным и через три недели на околосолнечную орбиту был выведен “Маринер-4”. 14 июля 1965 г. он пролетел на расстоянии 9600 км от Марса, не обнаружив ни радиационных поясов, ни магнитного поля вокруг плане ты. Было установленно что давление у поверхности планеты состав ляет менее 1% земного давления над уровнем моря и сответствует давлению в атмосфере Земли на высоте 30-35 км. На поверхности Марса были обнаружены кратеры, аналогичные лунным.
Первая советская АМС совершившая посадку на Марс была “Марс 2” массой 4650 кг. В составе грунта было обнаруженно: 15-20 % кремния, 14 % железа, кальций, аллюминий, сера, титан, магний, цезий и калий. В составе воздуха было обнаруженно 95 % углекис лого газа, 2,7 % азота и признаки наличия кислорода, аргона и во дяного пара.
К Меркурию впервые отправилась АМС “Маринер-10”, первона чально посланная к Венере в 1973 г. 29 марта 1973 г. космический аппарат достиг своей цели, планеты Меркурий, пройдя на расстоя нии 690 км от ее теневой поверхности. Во время каждого полета проводились иследования поверхности планеты. В атмосфере Мер курия были найдены следы аргона, неона и гелия в триллион раз меньшем количестве чем на Земле. Диапазон температур поверх ности от 510 до -210 гр., напряженность магнитного поля 1 % земного, а масса планеты 6 % массы Земли. Также АМС посылались к Юпитеру и Сатурну.
Человек на Луне
В соответствии с программой “Аполлон” в период с 1969 г. по 1972 г. к Луне было направлено девять экспедиций. Шесть из них за кончились высадкой двенадцати астронавтов на поверхность Луны от Океана Бурь на западе до хребта Тавр на востоке. Задачи двух первых экспедиций ограничивались полетами по селеноцентрическим орбитам, а высадка астронавтов на Луну в одной из экспедиций была отменена из-за взрыва кислородного бака для топливных элементов и системы жизнеобеспечения, происшедшего через двое суток после старта. Поврежденный КК “Аполлон-13” совершил облет Луны и благополучно вернулся на Землю.
Первое место посадки было выбрано на базальтовом основании Моря Спокойствия, расположенного к востоку от центра области лун ных равнин. Нейл Армстронг (командир корабля) и полковник Эдвин Олдрин (пилот лунной кабины) совершили здесь посадку в лунной кабине (ЛК) “Орел” 20 июля 1969 г. в 20 ч 17 мин 43 с по Гринвичу.
Астронавты сделали много фотоснимков лунного ландшафта, вклю чая скалы и равнину, собрали 22 кг образцов лунного грунта для изу чения на Земле. Выйдя первым из ЛК и последним войдя в нее, Арм стронг провел на Луне 2ч 31мин. Во время шестой экспедиции на
Луну в декабре 1972 г. время пребывания экипажа на ее поверхности составило 22 ч 5 мин. Длина путешествия по Луне также возросла со 100 м, которые прошли пешком первые астронавты КК “Аполлон-11”, до 35 км, которые на электрическом автомобиле про ехал экипаж “Аполлона-17”.
Экспедиция на КК “Аполлон-17” была последней экспедицией на Луну. За время шести посещений Луны было собрано 384,2 кг образцов породы и грунта. В процессе выполнения программы исследований был сделан ряд открытий, но наиболее важным являются следующие два. Во-первых, было установлено, что Луна стерильна, на ней не обнаружено никаких форм жизни. Во-вторых было установлено, что Луна, подобно Земле, прошла через ряд периодов внутреннего разогрева.
Изучение Луны с помощью пилотируемых КА было закончено после шестой успешной высадки астронавтов на ее поверхность с КК “Аполлон-17” в декабре 1972 г.
Космические станции
Работы по созданию космических пилотируемых станций начались в США и СССР практически одновременно - в начале 60-х годов.
Но поскольку американцы в дальнейшем основное внимание уде лили престижной программе “Аполлон”, то от обширной прграм мы космических исследований помимо “Аполлона” у них остались только орбитальная станция “Скайлэб”, запущенная на орбиту 14 мая 1973 г. и космический транспортный корабль многоразового использования “Спэйс Шаттл”, который сегодня является единственным дуйствующим пилотируемым КК Соединенных Штатов.
Орбитальный блок космической станции (КС) был создан на базе ракеты S-4B - третьей ступени ракеты-насителя “Сатурн-5”, доставившей в свое время человека на Луну. Ее (ракеты) водород ный бак был переоборудован в просторное двухэтажное помеще ние для экипажа из трех человек. Полный внутренний объем КС “Скайлэб” вместе с пристыкованным к ней модифицированным основным блоком КК “Аполлон” - около 330 м куб. (объем не большого дома с двумя спальнями). Астронавты дышали смесью кислорода с азотом при давлении 0,35 ат при температуре 21 гр. C. За период с мая 1973 г. по февраль 1974 г. на КС “Скайлэб” рабо тало 3 экипажа. Последний в составе Джеральда Карра, Эдварда Гибсона и Уильяма Поуга работал на ее борту в течение 84 суток.