2007-112007-11
В соответствии с планом научных работ, проводимых по программе Международного
геофизического года, в Советском Союзе 3 ноября 1957 года осуществлен запуск
второго искусственного спутника Земли. Запуск второго спутника является новым
выдающимся успехом советской науки. Напряженная и плодотворная работа больших
коллективов ученых, инженеров, техников и рабочих позволила создать и вывести на
орбиту спутник, полезный вес которого составляет 508 килограммов 300 граммов,
что в 6 раз превышает вес первого спутника. При этом второй спутник был выведен
на орбиту, расположенную значительно дальше от поверхности Земли, чем орбита
первого спутника.
Второй искусственный спутник оснащен разнообразной научной аппаратурой,
позволяющей осуществить проведение широкой программы исследований. На спутнике
размещены аппаратура для изучения космических лучей, исследования
ультрафиолетовой и рентгеновской части солнечного излучения, герметическая
кабина с подопытным животным (собакой), радиотелеметрическая аппаратура для
передачи на Землю результатов измерений, радиопередающая аппаратура, а также
необходимые источники электроэнергии.
Орбита спутника и ее эволюция
Выведение второго спутника на орбиту было осуществлено при помощи составной
ракеты. В процессе выведения на орбиту ракета поднялась на высоту в несколько
сот километров от поверхности Земли; в конце участка выведения ее последняя
ступень двигалась параллельно поверхности Земли со скоростью более 8000 метров в
секунду, превратившись в спутник Земли. В момент выхода на орбиту запас топлива
в баках ракеты был израсходован, и двигатель был выключен. Дальнейшее движение
спутника продолжалось за счет кинетической энергии, приобретенной при разгоне
ракеты на участке выведения.
Скорость, сообщенная последней ступени ракеты, была больше той скорости, которая
необходима для движения спутника по круговой орбите на постоянной высоте,
отвечающей точке выхода на орбиту. Поэтому спутник движется не по круговой
орбите, а по эллиптической, наибольшее удаление которой от Земли составляет
около 1700 километров, что почти вдвое превышает наибольшую высоту, достигнутую
при запуске первого спутника. Поскольку размеры большой полуоси орбиты второго
спутника больше, чем у первого спутника, период его обращения вокруг Земли также
оказался больше и составлял в начале движения 103,7 минуты.
Вследствие увеличенного периода обращения второй спутник совершает за сутки
около 14 полных оборотов вокруг Земли, в то время как первый спутник совершал в
начальный период движения около 15 оборотов. Смещение каждого следующего витка
по долготе вследствие вращения Земли в суточном движении для второго спутника
примерно на 1/15 больше, чем для первого спутника. На такую же величину возросло
и расстояние на поверхности Земли между трассами двух соседних витков.
Сопротивление земной атмосферы вызывает торможение спутника. Орбита его при этом
изменяет свои размеры и форму. Вследствие того, что на больших высотах атмосфера
чрезвычайно разрежена, силы торможения, действующие на спутник, невелики.
Поэтому изменение параметров орбиты происходит весьма медленно. Поскольку
плотность атмосферы быстро убывает с высотой, торможение происходит в основном в
области перигея, т. е. в области, прилегающей к точке наименьшего удаления от
поверхности Земли. В точке апогея, т. е. в точке наибольшего удаления, спутник
движется на такой большой высоте, что находится в космическом пространстве вне
пределов земной атмосферы, которая по теоретическим данным простирается до
высоты порядка 1000 километров над поверхностью Земли.
Торможение спутника зависит не только от плотности атмосферы, но также и от
формы спутника и от отношения его веса к площади сечения (от так называемой
поперечной нагрузки). При большей поперечной нагрузке потеря скорости будет
меньше.
Два спутника, выведенных первоначально на одну и ту же орбиту, но имеющих
различную величину торможения, будут по истечении некоторого времени двигаться
по-разному, так как орбиты их движения будут изменяться с различной скоростью.
При этом сокращение размеров орбиты происходит главным образом за счет понижения
высоты апогея.
Первый спутник и его ракета-носитель двигались первоначально примерно по одной и
той же орбите, период их обращения отличался незначительно и составлял около
96,2 минуты. В настоящее время, вследствие того, что степень торможения первого
спутника меньше, чем у ракеты-носителя, их орбиты существенно различаются.
Высота апогея ракеты-носителя ниже апогея спутника более чем на 100 километров.
Период обращения ракеты-носителя, по данным на 10 ноября, был меньше периода
обращения первого спутника примерно на 74 секунды.
Величина торможения как ракеты-носителя, так и спутника меняется с течением
времени за счет изменения параметров орбиты. По мере понижения орбиты торможение
прогрессивно возрастает. Это обстоятельство отчетливо подтверждается
результатами наблюдений. При понижении орбиты до высот порядка 100 километров
торможение будет настолько значительным, что будет происходить интенсивный
разогрев спутника и ракеты-носителя, их дальнейшее быстрое снижение и сгорание.
Время существования спутника зависит от величины его торможения в атмосфере.
Ясно, что чем больше период обращения и чем меньше торможение, тем больше будет
время существования спутника. Расчеты, проведенные на основе данных, полученных
из наблюдений за первым спутником и ракетой-носителем, позволяют предполагать,
что время существования спутника должно быть порядка трех месяцев, считая с
момента запуска. Это означает, что первый спутник будет существовать на орбите,
по-видимому, до конца 1957 года. Время существования ракеты-носителя меньше, чем
у первого спутника. Поэтому следует ожидать, что ракета-носитель сгорит раньше
спутника. Большой период обращения второго спутника и малое значение величины
торможения, меньшее, чем для первого спутника, позволяет утверждать, что время
движения по орбите второго спутника будет заметно превышать время движения
первого спутника.
Проводящаяся в настоящее время обработка результатов траекторных измерений
позволит установить полностью весь процесс эволюции параметров орбит спутников и
получить важные сведения о распределении плотности верхних слоев атмосферы. В
дальнейшем можно будет давать надежные прогнозы о времени существования
искусственных спутников Земли.
Наблюдения за искусственными спутниками Земли
В оптических наблюдениях за движением двух первых спутников Земли и
ракеты-носителя первого спутника систематически участвуют 66 специальных станций
оптического наблюдения, все астрономические обсерватории Советского Союза, около
30 зарубежных обсерваторий. В настоящее время организуется сеть станций
оптического наблюдения в странах народной демократии. Число зарубежных
астрономических обсерваторий, участвующих в систематических наблюдениях
искусственных спутников, с каждым днем увеличивается. Большая яркость
ракеты-носителя и второго спутника позволила привлечь к визуальным наблюдениям
также и аэрологические пункты Гидрометеослужбы, имеющие шаропилотные теодолиты.
В результате оптических наблюдений выяснилось, что ракета-носитель меняет свой
блеск. Это связано с изменением ее ориентировки в пространстве. Наиболее
короткий зарегистрированный визуально период изменения блеска составляет
примерно 20 секунд.
Наряду с визуальными производятся фотографические наблюдения ракеты-носителя и
второго спутника. Снимки, полученные в Пулковской обсерватории, в обсерватории
Астрофизического института АН Казахской ССР, в обсерватории Харьковского
государственного университета и в других астрономических учреждениях Советского
Союза, равно как и фотографии, произведенные в обсерватории «Пурпурная гора»
(Китайская Народная Республика), Эдинбургской обсерватории (Великобритания),
обсерватории Дансинк (Эйре), Потсдамской обсерватории (ГДР) и др., позволили
существенно уточнить орбиты спутников и ракеты-носителя.
Весьма обширный материал дают радионаблюдения за искусственными спутниками
Земли. Эти наблюдения проводились пунктами, расположенными на различных
географических широтках и долготах, радиопеленгаторными станциями, клубами
ДОСААФ, рядом высших учебных заведений и тысячами радиолюбителей. Полученный
материал настолько обширен, что в настоящее время выполнена лишь предварительная
его обработка.
Очень важное значение имеют измерения напряженности поля принимаемых со спутника
радиосигналов. Такие измерения осуществлялись как путем непрерывной
автоматической записи, так и путем частных замеров в отдельные фиксированные
моменты времени. Результаты измерения напряженности поля радиосигналов позволяют
оценить поглощение радиоволн в ионосфере, включая те ее области, которые лежат
выше максимума ионизации основного ионосферного слоя F2, а поэтому недоступны
обычным измерениям, ведущимся на поверхности Земли. Эти измерения позволяют
также судить о возможных путях распространения радиоволн в ионосфере.
Результаты приема радиосигналов спутника и измерения их уровней показывают, что
эти сигналы на волне 15 метров принимались на очень больших расстояниях, далеко
превышающих расстояние прямой видимости. Эти расстояния достигают 10, 12 и даже
15 тысяч километров, а в отдельных случаях и более.
Особенный интерес представляет то обстоятельство, что спутник, совершая движения
по эллиптической орбите, занимает различное положение относительно основного
максимума электронной концентрации в земной атмосфере. При обработке материалов
радионаблюдений учитывалось, находится ли спутник в данный момент времени выше
или ниже истинной высоты максимума электронной концентрации слоя F2, полученной
на основе высотночастотных характеристик ионосферы, снятых ионосферными
станциями. Если в Южном полушарии спутник движется выше слоя ионосферы, то в
Северном полушарии он в некоторые моменты находится выше максимума ионизации
этого слоя, в некоторые моменты — ниже его, а в иные моменты — вблизи этого
максимума. Такие условия создают большое разнообразие в путях распространения
коротких радиоволн на большие расстояния. Одним из таких путей является
отражение от земной поверхности радиоволн, прошедших сверху через всю толщу
ионосферы, с последующим однократным отражением от ионосферы в тех ее областях,
где критические частоты имеют достаточно большие значения. В других случаях
радиоволны, падающие сверху под некоторым углом на ионосферу, испытывают в ней
значительное преломление и проникают вследствие этого в область, лежащую за
пределами геометрической прямой видимости.
Положение спутника вблизи области максимальной ионизации атмосферы создает
особенно благоприятные условия для распространения радиоволн путем ионосферных
радиоволноводов. В некоторых случаях, как показывают наблюдения, радиоволны
приходили в точку приема не по кратчайшему расстоянию, а путем обхода земного
шара по более длинной дуге большого круга. В отдельных случаях наблюдалось
явление кругосветного эха радиосигналов. В некоторых случаях измеренные значения
напряженности поля оказывались больше, чем рассчитанные по закону обратной
пропорциональности первой степени расстояния, что также говорит о наличии
волноводных каналов в ионосфере.
Интересные результаты получены по наблюдению эффекта Допплера при помощи записи
на магнитную ленту изменения тона биений между частотой радиоволн, излучаемых
спутником, и частотой колебания местного гетеродина. Таких записей получено
огромное количество, и результаты их обрабатываются.
Несомненно, что окончательная обработка полученных в большом количестве
материалов радионаблюдений за искусственными спутниками Земли даст очень ценные
сведения об особенностях ионизации верхних областей ионосферы, а также о
поглощении и характере распространения в них радиоволн.
Устройство второго спутника
Как указано выше, второй советский искусственный спутник Земли, в отличие от
первого спутника, представляет собой последнюю ступень ракеты, на которой
размещена вся научная и измерительная аппаратура. Такое размещение аппаратуры
существенно упростило задачу определения координат спутника при помощи
оптических средств наблюдения, поскольку, как показал опыт первого спутника,
наблюдения за ракетой-носителем оказались значительно более простыми, чем за
самим спутником. Яркость ракеты-носителя превосходит яркость первого спутника на
несколько звездных величин. Общий вес аппаратуры, подопытного животного и
источников электропитания на втором искусственном спутнике составляет 508
килограммов 300 граммов.
В передней части последней ступени ракеты на специальной раме установлены прибор
для исследования излучения Солнца в ультрафиолетовой и рентгеновской областях
спектра, сферический контейнер с радиопередатчиками и другой аппаратурой,
герметическая кабина с подопытным животным — собакой. Аппаратура для изучения
космических лучей расположена на корпусе ракеты. Установленные на раме приборы и
контейнеры защищены от аэродинамических и тепловых воздействий, имеющих место
при полете ракеты в плотных слоях атмосферы, специальным защитным конусом. После
выведения последней ступени ракеты на орбиту защитный конус был сброшен.
Радиопередатчики, находящиеся в сферическом контейнере, работали на частотах
40,002 и 20,005 мегагерц. Источники их электропитания, система
терморегулирования, а также чувствительные элементы, регистрирующие изменение
температуры и другие параметры, также размещены в этом контейнере. По своей
конструкции сферический контейнер подобен первому советскому искусственному
спутнику Земли.
Сигналы радиопередатчика, работавшего на частоте 20,005 мегагерц (длина волны 15
метров), имели вид телеграфных посылок. Длительность их, так же как и
длительность пауз между ними, составляла в среднем около 0,3 сек. При изменении
некоторых параметров внутри сферического контейнера (температура, давление)
длительность этих посылок и пауз между ними изменялась в определенных пределах.
Радиопередатчик на частоте 40,002 мегагерц (длина волны 7,5 метра) работал в
режиме непрерывного излучения. Установка двух радиопередатчиков на указанных
частотах обеспечила проведение исследований по распространению радиоволн,
излучаемых со спутника, и измерение параметров его орбиты. При этом был
обеспечен прием сигналов со спутника при любом состоянии ионосферы. Выбор длин
волн, а также достаточная мощность радиопередатчиков позволили осуществлять
радионаблюдения за спутником наряду со специальными станциями самому широкому
кругу радиолюбителей.
Герметическая кабина, в которой помещается подопытное животное (собака), имеет
цилиндрическую форму. С целью создания условий, необходимых для нормального
существования животного, в ней был размещен запас пищи, а также система
кондиционирования воздуха, состоящая из регенерационной установки и системы
терморегулирования. Помимо этого, в кабине были размещены аппаратура для
регистрации пульса, дыхания, кровяного давления, аппаратура для снятия
электрокардиограмм, а также чувствительные элементы для измерения ряда
параметров, характеризующих условия в кабине (температура, давление).
Кабина животного, как и сферический контейнер, изготовлена из алюминиевых
сплавов. Поверхность их полирована и подвергнута специальной обработке с целью
придания ей необходимых значений коэффициентов излучения и поглощения солнечной
радиации. Системы терморегулирования, установленные в сферическом контейнере и в
кабине животного, поддерживали в них температуру в заданных пределах, отводя
тепло к оболочке за счет принудительной циркуляции газа.
Кроме указанной аппаратуры, на корпусе последней ступени ракеты установлены:
радиотелеметрическая измерительная аппаратура, аппаратура для измерения
температуры, источники электроэнергии, обеспечивающие питание научной и
измерительной аппаратуры. Температура на внешней поверхности и внутри кабины
животного, а также температура отдельных приборов и элементов конструкции
определялась с помощью установленных на них температурных датчиков.
Радиотелеметрическая аппаратура обеспечивала передачу на Землю данных всех
измерений, осуществляемых на спутнике. Включение ее для передачи данных
измерений производилось периодически по специальной программе.
Схема размещения аппаратуры
1 — защитный конус, сбрасываемый после выведения спутника на орбиту; 2 —
прибор для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца; 3 —
сферический контейнер с аппаратурой и радиопередатчиками; 4 — силовая рама для
крепления аппаратуры; 5 — герметическая кабина с подопытным животным
Программа научных исследований, связанная с проведением измерений на втором
искусственном спутнике, была рассчитана на семь суток. В настоящее время эта
программа выполнена. Радиопередатчики спутника, а также бортовая
радиотелеметрическая аппаратура прекратили свою работу. Дальнейшие наблюдения за
движением второго искусственного спутника Земли с целью изучения характеристик
верхних слоев атмосферы и прогнозирования его движения проводятся с помощью
оптических и радиолокационных средств.
Научные измерения на искусственном спутнике Земли
Искусственный спутник Земли позволил ученым впервые осуществить ряд
экспериментов в верхних слоях атмосферы, проведение которых ранее было
невозможно.
Коротковолновое излучение Солнца
Первостепенный научный и практический интерес для физики, астрофизики и
геофизики представляет исследование коротковолнового ультрафиолетового излучения
Солнца. Как показали исследования последних лет, Солнце, помимо видимого света,
испускает излучение, простирающееся в широкую область длин волн, начиная от
рентгеновских лучей с длиной волны порядка нескольких стомиллионных долей
сантиметра и кончая радиоволнами длиной в несколько метров.
Испускание коротковолнового конца спектра Солнца (далекого ультрафиолетового и
рентгеновского излучения), а также радиоизлучение связано с физическими
процессами, протекающими в малоизученных внешних слоях атмосферы Солнца
(хромосфере и короне), и оказывает серьезнейшее влияние на атмосферу Земли.
Основное изучение хромосферы Солнца сосредоточено в спектральной линии водорода
с длиной волны 1,215 ангстрем (1 ангстрем равен одной стомиллионной части
сантиметра), расположенной в далекой ультрафиолетовой области спектра, а
излучение короны— в области мягких рентгеновских лучей (3—100 ангстрем). Корона,
состоящая из очень разреженной материи, имеет температуру, близкую к одному
миллиону градусов, причем, по-видимому, в короне имеются области с еще более
высокой температурой. Природа короны до настоящего времени в значительной мере
остается еще загадочной.
Общая энергия коротковолнового излучения Солнца сравнительно невелика — она в
десятки тысяч раз меньше энергии, излучаемой Солнцем в видимом свете, однако
именно это излучение оказывает чрезвычайно большое влияние на земную атмосферу.
Объясняется это тем, что коротковолновое излучение обладает чрезвычайно высокой
активностью и способно ионизировать молекулы воздуха, вызывая образование
ионосферы — сильно ионизированных верхних слоев атмосферы. Согласно существующим
представлениям, нижний слой ионосферы, лежащий на высоте 70— 90 километров (слой
D), образован ионизацией молекул воздуха излучением спектральной линии водорода,
испускаемой хромосферой, а следующий слой — на высоте 90—100 километров (слой Е)
— рентгеновским излучением короны.
Состояние верхних слоев Солнца и ионосферы не остается постоянным — оно
непрерывно изменяется. Установлено наличие тесной связи между активностью Солнца
— появлением так называемых хромосферных вспышек и поглощением радиоволн в
ионосфере, приводящим к прекращению радиосвязи. Это заставляет предполагать
существование непосредственной связи вариаций интенсивности коротковолнового
излучения Солнца с процессами в ионосфере.
Земная атмосфера полностью поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца,
пропуская лишь область близкого ультрафиолетового излучения, примыкающую к
фиолетовому краю видимого спектра. Это поглощающее действие земной атмосферы
предохраняет живые организмы от губительного для них коротковолнового излучения
Солнца. В то же время оно делает невозможным исследование этого излучения с
Земли. Поглощение молекулами воздуха настолько велико, что для наблюдения этого
коротковолнового излучения необходимо полностью выйти за пределы земной
атмосферы, поместив аппаратуру на искусственный спутник Земли. Хотя применение
высотных ракет дало ценные результаты, только использование спутника дает
возможность проведения систематических измерений на протяжении длительных
отрезков времени, необходимых для изучения вариаций интенсивности
коротковолнового ультрафиолетового излучения.
Приемниками излучения служат три специальных фотоэлектронных умножителя,
расположенных под углом в 120 градусов друг к другу. Каждый фотоумножитель
последовательно перекрывается несколькими фильтрами из тонких металлических и
органических пленок, а также из специальных оптических материалов, что позволяет
выделить различные диапазоны в рентгеновской области спектра Солнца и линию
водорода в далекой ультрафиолетовой области. Электрические сигналы, даваемые
фотоумножителем, который был направлен на Солнце, усиливались радиосхемами и
передавались на Землю с помощью телеметрической системы.
Вследствие того, что спутник непрерывно изменял свою ориентацию относительно
Солнца, а также часть времени проводил на не освещенном Солнцем участке своей
орбиты, для экономии источников питания электрические цепи аппаратуры включались
только при попадании Солнца в поле зрения одного из трех приемников света. Это
включение осуществлялось с помощью фотосопротивлений, освещаемых Солнцем
одновременно с фотоумножителями, и системы автоматики.
Аппаратура для исследования излучения Солнца.
Параллельно с наблюдениями излучения Солнца со спутника производятся наблюдения
Солнца всей сетью земных станций «службы Солнца», ведущих работу по программе
Международного геофизического года. Эти наблюдения проводили астрофизические
обсерватории, станции по изучению ионосферы и по приему радиоизлучения Солнца.
Сопоставление всех этих наблюдений позволит сделать первые выводы о связи
ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца с процессами, происходящими
в хромосфере и короне Солнца, и состоянием ионосферы Земли. Эти данные послужат
основой для последующих систематических наблюдений.
Изучение космических лучей
В недрах мирового пространства атомные ядра различных элементов ускоряются и
приобретают очень большую энергию. Возникшие таким образом космические лучи дают
возможность исследовать космос на больших расстояниях от Земли и даже от
солнечной системы. На пути от места зарождения к Земле космические лучи
испытывают на себе воздействие среды, через которую они проходят. В результате
целого ряда процессов изменяются состав и интенсивность этого излучения. В
частности, число частиц космических лучей возрастает в том случае, если на
Солнце происходят интенсивные взрывные процессы и создаются условия для
ускорения атомных ядер до больших энергий. Таким путем возникает дополнительный
поток космических лучей, созданный на Солнце.
Солнце является также источником корпускулярного излучения. В потоках
корпускулярного излучения имеются интенсивные магнитные и электрические поля,
которые воздействуют на космические лучи. С помощью космических лучей можно
изучать эти потоки на больших расстояниях от Земли.
Проходя сквозь магнитное поле Земли, частицы космических лучей сильно
отклоняются в этом поле. Лишь частицы, обладающие очень большой энергией, могут
беспрепятственно достигать любых районов нашей планеты. Чем меньше энергия
частиц, тем меньше размер тех областей на Земле, которые оказываются доступными
для этих частиц. Частицы малых энергий достигают лишь районов Арктики и
Антарктики. Таким образом, Земля как бы окружена энергетическим барьером, причем
высота этого барьера, наибольшая на экваторе, уменьшается с ростом геомагнитной
широты. Экваториальных районов могут достигать лишь космические протоны,
обладающие энергией большей 14 миллиардов электронвольт. Южные районы Советского
Союза доступны для частиц с энергией больше 7 миллиардов электронвольт. Наконец,
района Москвы могут достигать все частицы с энергией больше 1,5 миллиарда
электронвольт. Измерение космических лучей на различных широтах дает возможность
определить, сколько частиц и каких именно энергий присутствует в составе
космических лучей. Зависимость числа частиц космического излучения от широты,
так называемый широтный эффект, определяет распределение частиц по энергиям, т.
е. энергетический спектр космических лучей.
В результате ряда процессов, которые происходят в мировом пространстве с
космическими лучами, число и состав их изменяются. В некоторых случаях, как,
например, при возникновении частиц на Солнце, есть основания ожидать, что
увеличивается лишь число частиц, обладающих малой энергией, а число частиц
высокой энергии остается без изменений. В противоположность этому изменение
магнитного поля Земли и воздействие на космические лучи корпускулярных потоков,
испускаемых Солнцем, изменяет не только число частиц, обладающих малой энергией,
но и число частиц с большой энергией.
Для того чтобы выяснить природу изменений, которые происходят с космическими
лучами, необходимо не только установить факт возрастания или уменьшения
интенсивности космических лучей, но и определить, как изменилось число частиц
различных энергий. Двигаясь со скоростью 8 километров в секунду, спутник за
очень короткий промежуток времени переходит с одной широты на другую. Таким
образом, с помощью измерения космических лучей на спутнике можно определить
широтный эффект этого излучения и тем самым распределение частиц этого излучения
по энергиям. Особенно существенно то, что такие измерения проводятся большое
число раз. Поэтому с помощью спутника можно следить не только за изменением
интенсивности космического излучения, но и за изменениями его состава.
Аппаратура для изучения космических лучей
Частицы, входящие в состав космического излучения, регистрируются на спутнике с
помощью счетчиков заряженных частиц. При прохождении сквозь счетчик электрически
заряженной частицы возникает искра, дающая импульс на радиотехническую схему на
полупроводниковых триодах, назначение которой состоит в том, чтобы сосчитать
число частиц космических лучей и дать сигнал тогда, когда сосчитано определенное
число частиц. После передачи по радио сигналов о том, что сосчитано определенное
число частиц, снова производится регистрация частиц космического излучения, и
после того, как сосчитано то же число частиц, подается новый сигнал. Разделив
число зарегистрированных частиц на время, в течение которого они были сосчитаны,
можно получить число частиц, проходящих через счетчик в секунду, или
интенсивность космических лучей. На спутнике установлены два одинаковых прибора
для регистрации заряженных частиц. Оси счетчиков обоих приборов расположены во
взаимно перпендикулярных направлениях.
Предварительная обработка данных о космических лучах, переданных со спутника,
показала, что оба прибора функционировали нормально. Отчетливо выявилась
зависимость числа частиц космического излучения от геомагнитной широты.
Обработка большого числа измерений энергетического спектра первичных космических
частиц дает возможность исследовать изменения этого спектра со временем и
сопоставить с теми процессами, которые происходили в это время в окружающем нас
мировом пространстве.
Изучение биологических явлений в условиях космического полета
С целью изучения ряда медико-биологических вопросов на спутнике были помещены
специальная герметическая кабина с подопытным животным (собакой по кличке
«Лайка»), измерительная аппаратура для исследования физиологических функций
животного, а также оборудование для регенерации воздуха, кормления животного и
удаления продуктов его жизнедеятельности. При конструировании оборудования были
учтены требования строжайшей экономии объема и веса приборов при минимальном
потреблении ими электрической энергии.
Функционируя в течение длительного времени, аппаратура обеспечивает с помощью
радиотелеметрической системы регистрацию частоты пульса и дыхания животного,
величины его артериального кровяного давления и биопотенциалов сердца,
температуры, давления воздуха в кабине и др.
Для регенерации воздуха в кабине и поддержания необходимого газового состава
были применены высокоактивные химические соединения, выделяющие необходимый для
дыхания животного кислород и поглощающие углекислоту и избыток водяных паров.
Количество вещества, участвующего в химических реакциях, регулировалось
автоматически. В связи с отсутствием конвекции воздуха в условиях невесомости в
кабине животного была создана система принудительной вентиляции. Поддержание
температуры воздуха в кабине в определенных пределах осуществлялось
терморегулирующей системой. Для обеспечения животного в полете пищей и водой в
контейнере имеется приспособление для кормления животного.
Отправленная на спутнике собака Лайка прошла предварительную тренировку.
Животное постепенно приучалось к длительному пребыванию в герметической кабине
малого объема в специальной одежде, к датчикам, укрепленным на различных
участках тела для регистрации физиологических функций и т. д. Проводилась
тренировка собаки к действию перегрузок. На лабораторных стендах определялась
устойчивость животного к действию вибрации и некоторым другим факторам. В
результате длительной тренировки животное в течение нескольких недель спокойно
переносило пребывание в герметической кабине, что обеспечило возможность
проведения необходимых научных исследований.
Собака Лайка в герметической кабине перед установкой на спутник.
Изучение биологических явлений при полете живого организма в космическом
пространстве стало возможным благодаря предварительным обширным исследованиям на
животных в кратковременных полетах на ракетах до высоты 100—200 километров,
которые проводились в СССР на протяжении ряда лет.
В отличие от прежних исследований полет животного на спутнике позволяет изучить
длительное действие невесомости. До сих пор влияние невесомости могло изучаться
на самолетах в течение нескольких секунд и при вертикальном пуске ракет — в
пределах минут. Полет на спутнике позволяет исследовать состояние организма
животного в условиях невесомости, продолжающейся несколько дней.
Экспериментальные данные, полученные при выполнении программы
медико-биологических исследований, в настоящее время подробно и тщательно
изучаются. Уже сейчас можно сказать, что подопытное животное хорошо перенесло
длительное воздействие ускорений при выходе спутника на орбиту и последующее
состояние невесомости, продолжавшееся несколько дней. Полученные данные
показывают, что состояние животного в течение всего опыта оставалось
удовлетворительным.
Нет сомнения в том. что проведенные исследования явятся значительным вкладом в
дело успешного освоения предстоящих межпланетных полетов и послужат основой для
разработки средств, обеспечивающих безопасность полета человека в космическом
пространстве.
Запуск в Советском Союзе первых двух искусственных спутников Земли представляет
собой существенный вклад в изучение верхних слоев атмосферы и расширяет границы
познания Человеком окружающей его Вселенной. Вместе с тем это свидетельствует о
высоком научно-техническом уровне нашей страны и позволяет предвидеть то время,
когда все околосолнечное пространство будет доступно непосредственному
исследованию Человеком.
Источник: «Правда», 13 ноября 1957 г.
Смотри также:
Иллюстрации:
Второй Советский Искуственный Спутник Земли.
Первый "космонавт". Собака Лайка.
Ратник. Независимый интернет
журнал.
