Искусственные спутники земли

Содержание

Первые искусственные  спутники Земли……………………………….2 - 4 стр.

Первые попытки………………………………………………………….4 - 6 стр.

Тем временем в  СССР…………………………………………………....7- 9 стр.

Движение искусственных  спутников Земли……………………………9-10 стр.

Реактивные двигатели  и баллистические ракеты……………………10-12 стр.

Перспективы ракетной техники……………………………………….12-14 стр.

Список литературы………………………………………………………15 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Первые  Искусственные спутники Земли

 Идея искусственного спутника Земли (ИСЗ, сателлита, луны) возникла довольно давно. Еще Исаак Ньютон в монографии «Математические начала натуральной философии» (1687) в качестве примера к своим рассуждениям приводил описание огромной пушки, с помощью которой можно было бы запустить ядро на постоянную орбиту вокруг Земли. Ньютон предлагал представить высочайшую гору, пик которой находится за пределами атмосферы, и пушку, установленную на самой ее вершине и стреляющую горизонтально. Чем мощнее заряд используется при выстреле, тем дальше от горы будет улетать ядро. Наконец, при достижении некоторой мощности заряда ядро разовьет такую скорость, что не упадет на Землю вообще и будет вращаться вокруг нашей планеты. Эта скорость ныне называется «первой космической» и для Земли она составляет 7,91 км/с.

 

 К образному  примеру Ньютона обращались впоследствии как ученые, рассуждавшие о перспективах космонавтики, так и писатели-фантасты. Техническую реализацию «пушки Ньютона» описал в своем романе классик  научной фантастики Жюль Верн в романе «500 миллионов бегумы»

 

 О необходимости  запуска искусственного спутника Земли  много говорили основоположники  теоретической космонавтики. Однако обосновывали они эту необходимость  по-разному. Наш соотечественник  Константин Циолковский предлагал  запускать на круговую орбиту ракету с экипажем, чтобы сразу начать освоение космоса человеком.

 

    С помощью искусственных спутников Земли проводятся и научные исследования. Еще в 1962 г. начались запуски спутников серии «Космос». Перечень их научных задач очень велик. Спутники изучают магнитное поле и радиационную обстановку вблизи Земли, исследуют невидимые космические излучения, выполняют разнообразные биологические и технические эксперименты. С их помощью были решены и многие технические проблемы космонавтики. На спутниках этой серии отрабатывались способы защиты космонавтов от опасных излучений, изучалось воздействие космических условий на элементы конструкций аппаратов

  Некоторые спутники, изготовленные в Канаде, Франции, Италии, Великобритании и др. странах, запускались (с 1962) с помощью американских ракет-носителей. В практике космических исследований широкое распространение получило международное сотрудничество. Так, в рамках научно-технического сотрудничества социалистических стран запущен ряд ИСЗ. Первый из них — "Интеркосмос-1" — был выведен на орбиту 14 октября 1969. Всего к 1973 запущено свыше 1300 ИСЗ различного типа, в том числе около 600 советских и свыше 700 американских и др. стран, включая пилотируемые космические корабли-спутники и орбитальные станции с экипажем.

 Искусственные спутники Земли широко используются для научных исследований и прикладных задач, а также в образовании (в  России запущен ИСЗ созданный  преподавателями, аспирантами и  студентами МГУ, планируется запуск спутника МГТУ им. Баумана) и хобби — радиолюбительские спутники.

ИСЗ запускаются  более чем 40 различными странами (а  также отдельными компаниями) с помощью  как собственных ракет-носителей, так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.

Первые  попытки

Как хорошо известно, первые большие ракеты на жидком топливе  научились делать в Третьем рейхе. И уже там зашла речь о применении их для запуска спутников.

Сохранилось свидетельство, что при обсуждении будущих разработок в немецком ракетном центре Пенемюнде  было предложено для воздаяния почести  первым путешественникам в космос помещать их набальзамированные тела в стеклянные шары, запускаемые по орбитам вокруг Земли.

В марте 1946 года эксперты ВВС США подготовили  «Предварительный проект экспериментального космического корабля для полетов вокруг Земли». В этом документе была предпринята первая серьезная попытка оценить возможности создания космического аппарата, который будет вращаться вокруг Земли как ее спутник.

Уже во введении к проекту подчеркивается, что, несмотря на неясность перспективы, касающейся начала космической деятельности, два  момента не вызывают сомнения: «1) Космический  аппарат, оснащенный соответствующим  приборным оборудованием, по всей вероятности, станет одним из наиболее эффективных  средств научных исследований 20 века. 2) Запуск спутника Соединенными Штатами возбудит воображение человечества и наверняка окажет влияние на события в мире, сравнимое со взрывом  атомной бомбы».

4 октября 1950 года, ровно за семь лет до  старта первого ИСЗ, американский  ученый Кечкемети представил  исследовательский доклад «Ракетный аппарат —спут ник Земли: политические и психологические проблемы». В меморандуме анализировались «вероятные политические последствия, которые вызовет запуск искусственного спутника Земли в США и его успешное использование в интересах военной разведки». Из доклада видно, что военные эксперты еще в начале 1950-х годов прекрасно понимали, какое значение в политической и военной сфере будет иметь запуск спутника. Речь уже не шла о стеклянных шарах с телами покорителей космоса — воображению конструкторов рисовались целые орбитальные группировки, осуществляющие слежение за территорией потенциального противника.

На 4 Международном  конгрессе по астронавтике, проходившем  в 1953 году в Цюрихе, Фрэд Зингер из Университета штата Мериленд открыто заявил, что в США имеются предпосылки для создания искусственного спутника Земли, сокращенно названного «МАУЗ» («Minimum Orbital Unmanned Satellite of Earth»). Гипотетический спутник Зингера представлял собой автономную приборно-измерительную систему, помещенную в прочный шар, которая по достижении заданной высоты отделялась от третьей ступени составной ракеты-носителя. Орбита спутника высотой 300 км должна была проходить через оба полюса Земли.

25 июня 1954 года  в здании Научно-исследовательского  управления Военно-морских сил  в Вашингтоне состоялась встреча,  на которой присутствовали ведущие  американские ракетчики: Вернер  фон Браун, профессор Зингер, профессор  Уиппл из Гарварда, Дэвид Янг  из фирмы «Аэроджет» и другие. На повестке стоял вопрос, можно  ли в ближайшее время произвести  запуск ИСЗ крупных размеров  на орбиту высотой 320 км. Под «ближайшим временем» подразумевался период в 2—3 года.

Вернер фон  Браун заявил, что исторический запуск можно осуществить намного раньше, и изложил свои соображения относительно использования для этой цели ракеты «Редстоун» в качестве первой ступени  и нескольких связок ракет «Локи» в качестве последующих ступеней. Основное преимущество состояло в том, что в нем могли быть использованы уже существующие ракеты. Так на свет появился проект «Орбитер». Запуск спутника был намечен на лето 1957 года.

Однако к тому времени серьезное развитие получили и другие проекты.

29 июля 1955 года  Белый дом официально объявил  о предстоящем запуске спутника  по программе Военно-морских сил  «Авангард».

Для запуска  предлагался трехступенчатый носитель, состоящий из модифицированной ракеты «Викинг» в качестве первой ступени, модифицированной ракеты «Аэроби» в  качестве второй ступени и твердотопливной  третьей ступени. Первоначально  планировалось, что спутник «Авангард» будет весить 9,75 кг. Его хотели оборудовать измерительными приборами. Имея на борту небольшой источник питания и фотокамеру, спутник мог бы даже передавать цветные изображения на Землю.

Однако запуск первого советского спутника спутал американцам планы. В конечном виде шарообразный «Авангард-1» весил  всего 1,59 кг и имел на борту только два примитивных радиопередатчика, питаемых от ртутных и солнечных батарей.

Тем временем в СССР

В ноябре 1954 года вышел необычный футурологический номер журнала «Знание — сила», посвященный грядущему полету на Луну. В этом номере ведущие советские  популяризаторы науки и писатели-фантасты делились своими представлениями о  грядущей космической экспансии. На страницах журнала давался прогноз: первый искусственный спутник будет  запущен в 1970 году. Авторы выпуска  ошиблись — космическая эра началась гораздо раньше.

Главный конструктор  советской ракетной техники Сергей Королев всерьез заговорил о  спутнике в 1953 году. Тогда только разворачивались  работы над межконтинентальной ракетой  «Р-7», но специалистам было ясно, что  эта ракета способна достичь первой космической скорости.

26 мая 1954 года  Королев послал докладную записку  «Об искусственном спутнике Земли» в Центральный Комитет КПСС и в Совет Министров. Ответ был отрицательным, ведь от Королева прежде всего ждали боевую ракету, которая долетит до Америки, — научно-исследовательская тематика верхи в то время волновала мало. Но Королев не оставлял надежды переубедить руководство и обратился в Академию наук СССР.

30 августа 1955 года в кабинете главного ученого  секретаря президиума АН СССР  академика Топчиева собрались  ведущие специалисты по ракетной  технике, в том числе Сергей  Королев, Мстислав Келдыш и  Валентин Глушко.

Королев выступил с кратким сообщением, в котором, в частности, сказал: «Я считаю необходимым  создание в Академии наук СССР специального органа по разработке программы научных  исследований с помощью серии  искусственных спутников Земли, в том числе и биологических  с животными на борту. Эта организация  должна уделить самое серьезное  внимание изготовлению научной аппаратуры и привлечь к этому мероприятию  ведущих ученых».

Академия поддержала Королева. С декабря 1955 года по март 1956 года прошел ряд совещаний ученых разных специальностей, так или иначе  заинтересованных в космических  исследованиях. После этого правительство  уже не могло отмахнуться от «фантастического прожекта». 30 января 1956 года было принято Постановление Совета министров № 149-88сс, которым предусматривалось создание «Объекта Д» — так именовался неориентируемый спутник весом от 1000 до 1400 кг. Под научную аппаратуру выделялось от 200 до 300 кг. Срок первого пробного пуска на базе ракеты дальнего действия «Р-7» — лето 1957 года.

Заполучив долгожданное постановление, Королев немедленно приступил к реализации своих  планов. В его конструкторском  бюро ОКБ-1 был сформирован отдел, который должен был заниматься исключительно  разработкой искусственных спутников  Земли. По предложению Келдыша, отдел  работал сразу над несколькими  вариантами «Объекта Д», один из которых  предусматривал наличие контейнера с «биологическим грузом» — подопытной собакой.

Сергей Королев  внимательно следил за работами американских коллег и опасался, что его могут  опередить. Поэтому сразу после  успешного пуска ракеты «Р-7», состоявшегося 7 сентября 1957 года, главный конструктор  собрал сотрудников, занятых проектированием  спутника, и предложил работы по «Объекту Д» временно заморозить, а  сделать «хоть на коленке» маленький  легкий спутник.

Руководство работами по конструированию и изготовлению «ПС-1» («Простейший спутник первый») поручили двум инженерам — Михаилу Хомякову и Олегу Ивановскому. Специальные сигналы для передатчика придумывал Михаил Рязанский. Головной обтекатель ракеты, защищающий спутник от воздействия окружающей среды, проектировала группа Сергея Охапкина.

Хотя спутник  и выглядел по схеме очень простым, но создавался он впервые, никаких аналогов орбитального искусственного объекта  в технике не существовало. Задано было только одно — ограничение  по массе: не более 100 кг. (В конечном виде он весил еще меньше — 83,6 кг). Довольно быстро конструкторы пришли к выводу, что выгодно сделать спутник в форме шара.