Увы, ответ, сохранившийся в архиве Латынина, не дает ясного ответа, посылались ли труды Циолковского на выставку в Милан. Но, не узнав того, ради чего приехал к Латынину, я выяснил другое, не менее интересное. Чтение писем Циолковского, которые показал мне Евгений Всеволодович, вознаградило меня за неудачу с Миланом.
Об одном из писем Константина Эдуардовича, показывающем, насколько выше личного ставил общественное Циолковский, мне хочется рассказать. Это письмо тесно связано с выпуском двухтомника избранных сочинений Циолковского. Собрание готовилось как своеобразный подарок старому ученому. В него решено было включить биографию Циолковского.Однако эта биография, написанная профессором Н. Моисеевым, выглядела несколько странно и принесла Циолковскому бездну огорчений.
Несколько цитат позволят читателю представить себе ее характер: «Так до сих пор, — писал Н. Моисеев, — остался нерешенным вопрос: ученый ли Циолковский? Дал ли он что-либо ценное для областей человеческого знания, выходящих за пределы технических проектов, и не является ли он только изобретателем?»
«Он по своей сущности одиночка, индивидуалист, не хочет ничьих советов, в них не нуждается... он не только самоучка, но и одиночка принципиальный».
Такого рода сентенции переполняли статью Н. Моисеева, включенную в первый том сочинений Циолковского. Ни человека, ни ученого представить себе в истинном свете по этому очерку было невозможно.
Не приходится удивляться, что Циолковский обиделся — биография показалась ему оскорбительной и противной.
«Исправить биографию нельзя, — писал Константин Эдуардович в издательство, — так много в ней ошибок, недоговорок и искажений. Примечание тов. Латынина заглаживает отчасти увлечение профессора.
Поэтому я и прошу оставить все как есть и не задерживать выход нужной книги...»
Циолковский подчеркивает эту фразу. Более того, повторяет ту же мысль. «Я думаю, — пишет он Латынину в другом письме — можно выпускать книгу в таком виде, в каком она есть».
Таково то новое, что я узнал в квартире на Тверском бульваре. Я прощался с Е. В. Латыниным, от души благодарный ему за возможность прочесть никогда не публиковавшиеся письма Циолковского, узнать, как общественное одержало верх над личным, даже глубоко обидным.
Следствие не окончено...
Несмотря на то что нет ни преступника, ни преступления, это следствие уже продолжается несколько месяцев. Существует тайна — факт, неизвестный науке, имевший место более полувека назад и проливающий новый свет на научно-общественную деятельность Циолковского. В этой весьма запутанной истории и пытается до конца разобраться кандидат технических наук Вадим Борисович Шавров, в прошлом известный авиационный конструктор.
Занявшись историей отечественного самолетостроения, Шавров скрупулезно собирает в архивах сотни документов и фотографий, составляя обстоятельное «личное дело» на каждую машину, построенную в нашей стране, выстраивает в систему разрозненные факты, анализирует самые разнообразные сведения.
В такого рода работе любой историк вынужден идти непроторенными дорогами , Десятки учреждений и лиц попадают в орбиту его интересов. Поиски развертываются подчас в неожиданных направлениях, а потому невозможно предвидеть, где ждет тебя новое открытие.
История находки, о которой пойдет речь, начиналась с письма, полученного из Ленинграда. Один из ветеранов нашей авиации В. Л. Корвин, сообщил Шаврову, что в Ленинградском отделении архива Октябрьской революции и социалистического строительства хранится много нерасшифрованных фотографий. Работники Ленинградского архива приветливо встретили москвича. Расшифровка старых фотографий — дело чрезвычайно сложное. Как же не обрадоваться возможности получить квалифицированную помощь.
Фотографий действительно оказалось очень много: воздушные шары, дирижабли, неуклюжие «этажерки» — первые аэропланы. И, разумеется, люди, снимавшиеся у этих машин, на аэродромах, в воздухоплавательных парках... Все фотографии (а их было несколько тысяч), уложенные в увесистые пухлые папки, составляли то, что числилось в архиве как «фонд К. К. Булла и другие снимки». Подавляющее большинство снимков было сделано на огромных, теперь почти не употребляемых пластинках размером 24x30. Глядя на них, легко представить себе фотографа, орудовавшего под черным покрывалом, подле громоздкого деревянного фотоаппарата с гармошкой. Такие огромные снимки обходились очень дорого, но зато качество их было безупречным. А именно качество было самым главным для К. К. Буллы, придворного фотографа самодержца всея Руси.
Внешне снимок, с которого началась история интересного открытия, ничем не примечателен: большая группа людей, около ста человек. Однако надпись на обороте подсказывала: эти люди имеют прямое отношение к авиации. Иероглифы рукописного готического шрифта (К. К. Булла был немцем) сообщали, что он снял, при посещении офицерской воздухоплавательной школы, участников воздухоплавательной конференции, которую почтил своим присутствием великий князь Петр Николаевич. Больше Булла ничего не написал. Для него снимок имел историческую ценность лишь по одной причине — на нем была изображена высочайшая особа, принадлежавшая к царской фамилии.
Рассматривать на фотографии группу чуть ли не в сто человек — дело нелегкое. В ход пошла лупа. В кружке увеличительного стекла промелькнуло несколько знакомых лиц — известный военный инженер и воздухоплаватель В. Ф. Найденов, один из руководителей русского военного воздухоплавания А. М. Кованько,конструктор воздушных змеев С. А. Ульянин, военный воздухоплаватель Н. И. Утешев. И вдруг (легко понять радость исследователя) в поле зрения вошла могучая фигура Николая Егоровича Жуковского. Еще чуть подвинув увеличительное стекло, Шавров увидел бородатого человека, в шляпе, надвинутой на глаза. Сомнений не было — плечом к плечу с Жуковским сидел Константин Эдуардович Циолковский!
О взаимоотношениях Жуковского с Циолковским мы знали и раньше. Вместе с А. Г. Столетовым Николай Егорович приветливо встретил Циолковского, когда в 1887 году он докладывал московским ученым о своем цельнометаллическом аэростате. Жуковский помог калужскому исследователю опубликовать две работы в трудах Общества любителей естествознания. Николаю Егоровичу послал Циолковский результат своих аэродинамических экспериментов. Благодаря авторитету Жуковского общество имени Леденцова оказало Константину Эдуардовичу материальную поддержку для постройки новых моделей дирижабля. Все это, повторящ, было известным. Но фотография Жуковского и Циолковского вместе... О ее существоании никто даже не подозревал.
Счастливый исследователь увозил в Москву фотокопию редкого снимка. Теперь предстоял следующий шаг — надо было установить, когда и где был он сделан. Шавров обратился за помощью в научно-мемориальный музей Н. Е. Жуковского.
Внимательно вчитывались исследователи в дневники авиационных съездов. Эти дневники позволили установить, что ни на первом, ни на втором съезде Циолковского не было. Ну а третий съезд в Петербурге, где Николай Егорович был председателем? Не могли ли там в 1914 году сфотографироваться вместе Жуковский и Циолковский?
О такой возможности свидетельствовало многое: среди участников третьего съезда были и все те лица, которых Шаврову удалось опознать на снимке — Найденов, Утешев, Ульянин. Участники съезда посещали офицерскую воздухоплавательную школу, где была сделана фотография, великий князь Петр Николаевич «почтил» съезд своим присутствием.
Но историки привыкли не пренебрегать ничем в проверке подобных фактов. Работники музея Н. Е. Жуковского позвонили ученому секретарю комиссии по разработке научного наследия К. Э. Циолковского Б. Н. Воробьеву. По сравнению со всеми остальными участниками этого необычного расследования Б. Н. Воробьев имел бесспорное преимущество. Он не только был современником событий, о которых шла речь, но и редактором крупнейшего в ту пору русского авиационного журнала «Вестник воздухоплавания».
Да, Воробьев хорошо помнил, что Циолковский приезжал на этот съезд. Приезжал больной, усталый, и доклад о цельнометаллическом аэростате прочитал приехавший с ним калужанин П. П. Каннинг.
Шавров докладывает о проведенных розысках на заседании секции истории авиационной науки и техники советского национального объединения историков техники и естествознания. Ему хочется узнать мнение своих товарищей, чтобы проверить тем самым еще раз подлинность факта. Доклад выслушан с большим вниманием. Снимок ходит по рукам. Историки рассматривают его. Никто не высказывает ни малейших сомнений: ценность находки бесспорна, толкование обстоятельств съемки и даты правильные. Редчайшую фотографию, вероятно никогда не видевшую света, надо опубликовать!
В новогоднем номере «Красная звезда» появляется деталь снимка, выделившая самое интересное, — рядом с Жуковским сидит Циолковский. В коротком комментарии Шавров рассказывает читателям газеты все то, о чем вы уже прочитали выше. Как будто бы подведен итог. И точка действительно была бы поставлена, если бы исследователь сложил руки и отказался от дальнейших попыток проникнуть в глубь ушедших событий. Работа вступила в новую фазу и (тут случилось неожиданное) опрокинула первоначальное толкование, достоверность которого не вызвала ни малейших сомнений у большой группы весьма эрудированных специалистов...
Целью второго этапа работы было опознание остальных участников обширной группы. Ведь их было 89 человек. Но досконально разобраться в снимке мог только современник тех, кто изображен на фотографии. Спустя некоторое время Шавров встретился с таким человеком. Дмитрий Сергеевич Николаев перед первой мировой войной служил в офицерской воздухоплавательной школе, где был сделан снимок. Конечно, он может кое-кого узнать.
С интересом рассматривал Николаев старую фотографию. И вскоре Шавров понял, что показал ему снимок не зря. Буквально через несколько минут, не отрывая лупы от снимка, Николаев сказал:
— Это Юрий Николаевич Герман... А это Борис Васильевич Голубов.
Еще несколько минут, и вдруг неожиданная реплика:
— А почему же у Германа один просвет? Ведь он в 1914 году был уже подполковником, а один просвет это чин не выше капитана...
В самом деле, почему? Шаврову пришлось перебрать много вариантов ответа, прежде чем сказать самому себе — произошла ошибка, фотография была сделана значительно раньше 1914 года. Но когда? Подсчитав сроки производства офицеров в следующий чин, от капитана до подполковника, Шавров пришел к заключению, что более вероятная дата снимка 1903-1905 годы.
Однако не шаткое ли доказательство даты просвет на погоне? На первый взгляд оно не из веских, но можно ли пренебрегать свидетельствами современника?
И тогда исследование вступило в новую фазу. По авиационной хронологии нужно было разобраться, происходили ли в ту пору какие-либо события, «которые смогли бы собрать вместе столько видных специалистов воздухоплавания? Где же могли встретиться Жуковский и Циолковский?
Оружием историка стали старые журналы. В одном из них — «Известия Общества любителей естествознания при Московском университете» — указывалось, что Н. Е. Жуковский сообщил отделению физических наук Общества любителей естествознания... о Международном съезде воздухоплавателей, бывшем в Петербурге, в августе месяце текущего года; сообщение демонстрировалось рядом фотографий, снятых с натуры...»
Международный съезд воздухоплавателей в 1904 году — событие немаловажное. О нем не мог не написать журнал «Воздухоплаватель», и вот этот журнал в руках у Шаврова. Легко представить себе его удивление, когда на странице 27 девятого номера этого журнала за 1904 год (его редактором, к слову сказать, вскоре стал Ю. Н. Герман, которого опознал на снимке Николаев) он увидел тот самый снимок, который показали ему работники ленинградского архива. Это было очень неожиданно, но зато весьма доказательно. Это уже не просвет на погонах, а факт более весомый. Мало того, точно указывалась дата снимка — 18 августа 1904 года — и причина, по которой он был сделан: снялись на память, в связи с отъездом А. М. Кованько на Дальний Восток.
«Позвольте, — вправе спросить читатель. — Так почему же понадобилось идти столь кружным путем к фотографии, лежавшей в хранилищах библиотеки и, следовательно, доступной любому? Почему же не удалось раньше узнать о том, что Жуковский и Циолковский фигурировали на одном снимке?» Вопрос законный, а ответ предельно прост: при публикации в журнале фотография была сильно уменьшена, так что просто невозможно было ее прочитать. Уменьшение сделало снимок слепым, а потому и недоступным.
Итак, установлен новый факт, еще более интересный, чем первый. Теперь мы не только можем видеть Жуковского и Циолковского снятых вместе. Мы знаем, что Циолковский принимал в августе 1904 года участие в работе Международной воздухоплавательной комиссии. А об этом нигде не написано ни строчки. Таким образом, один факт привел к установлению другого, еще более интересного.
И все-таки точку нельзя еще поставить. Многое остается неизвестным. Был ли приезд на это собрание единственной причиной, побудившей Циолковского покинуть Калугу? Думается, что нет, так как вскоре журнал «Воздухоплаватель» начал публиковать большой труд Циолковского «Аэростат и аэроплан», печатавшийся в нем до 1908 года. Нельзя не отметить и другого — председателем организационного комитета, готовившего эту международную конференцию воздухоплавателей, был академик М. А. Рыкачев. А ведь именно Рыкачев давал заключение по большому исследованию Циолковского, заложившему в нашей стране основы экспериментальной аэродинамики. Не он ли пригласил на этот съезд скромного калужского учителя?
Одним словом, гипотез можно выдвинуть много. Предполагать, разумеется, гораздо легче, чем доказывать. И сейчас трудно еще сказать, к чему приведет следствие, которое так упорно ведет Вадим Борисович Шавров. Это следствие еще не окончено, как не окончены и многие другие розыски, пополняющие наши представления о человеке, которым интересуется весь мир.
Эстафета поколений
За три года до столетия со дня рождения Константина Эдуардовича в сентябре 1954 года Президиум Академии наук СССР принял постановление № 532. Когданибудь историки звездоплавания с величайшим уважением будут рассматривать этот короткий, академически суховатый документ. Постановлением № 532 штаб советской науки учредил медаль имени К. Э. Циолковского для того, чтобы награждать советских и иностранных ученых за выдающиеся работы в области межпланетных сообщений.
Межпланетных! Я подчеркиваю это слово, так как в те дни, когда принималось постановление о медали Циолковского, еще ни одно земное тело не достигло даже первой космической скорости,
В Положении о медали — несколько пунктов. Мы узнаем: присуждать ее можно один раз в три года. Кандидатов на награждение отбирает Комиссия по межпланетным сообщениям Академии наук СССР. Присуждение ее, если найдется достойный, происходит в день рождения Константина Эдуардовича — 17 сентября.
Однако в 1961 году это правило было нарушено дважды. И все же думаю, что даже самый закоренелый формалист не упрекнет Академию наук в том, что присуждение медали состоялось не в сентябре, а в апреле и августе. Все равно в эти дни Циолковский был именинником.
Медаль присуждается «за оригинальные работы, имеющие крупное значение для развития астронавтики». Соискатели — Юрий Гагарин и Герман Титов вполне удовлетворяли высоким требованиям Академии наук. Их полет — это поистине оригинальная работа, не имеющая даже отдаленного прецедента в истории человечества.
Красива и символична эта медаль. Украшенная профилем и автографом Циолковского, она содержит надпись: «За выдающиеся работы в области межпланетных сообщений».
Вчитываясь в эти слова, видишь космопорты, воздвигнутые на планетах солнечной системы, представляешь себе грандиозные космические корабли, управляемые людьми самой молодой в мире профессии — летчиками-космонавтами.
После запуска первого советского искусственного спутника Земли почтальоны жаловались: у них прибавилось работы. Это понятно. Поток писем, выражавших жгучее желание полететь в космос огромен. Но едва ли большинству авторов этих писем было известно, что первый претендент на участие в космическом полете опередил их на добрых три десятка лет. В 1927 году семнадцатилетняя ростовская комсомолка Ольга Винницкая уже просила Циолковского похлопотать, чтобы ее взяли в первый космический рейс.
— Однажды в журнале «Вокруг света», — вспоминает Ольга Всеволодовна, — запоем прочла научно-фантастическую повесть о полете людей в космос. И с тех пор потеряла покой. Я уже видела себя в ракете среди остальных членов экипажа... Как-то до меня дошли слухи о готовящемся полете на Луну и другие планеты. Тут же отправила письмо в Калугу Циолковскому...
«Многоуважаемый профессор! — писала Винницкая Циолковскому. — Я прочла в журнале «Огонек», что немецкий летчик Макс Валье собирается лететь на Луну. Моей давнишней мечтой было полететь на Луну, и потому я увлекалась Жюлем Верном. Теперь, прочтя некоторые Ваши книжки, я решила, что в полете на Луну нет ничего невозможного. И вот я рискую попросить Вас — может быть, Вы можете попросить Макса Валье, чтобы он взял меня с собой?.. Или мне подождать, пока полетят русские, со своими как-то лучше...»
Добрую улыбку вызвало это письмо у старого ученого. Его радовал энтузиазм юности, пылкая вера в грядущее. И Константин Эдуардович отвечал девушке:
«Газеты, журналы и изобретатели много фантазируют. Вы напрасно увлекаетесь. Хорошо, если мы с Вами дождемся хоть полетов за атмосферу...»
Переписка Константина Эдуардовича с Ольгой Винницкой не единственная ниточка связей патриарха космонавтики с новым поколением, поколением молодых советских людей, стремившихся взнуздать будущее. В тиши архива мною обнаружено немало писем тех, кто сегодня потрясает мир своими удивительными достижениями. И хотя еще не пришло время назвать имена этих людей, ничто не мешает нам рассказать об их взаимоотношениях с Циолковским.
«Мы уверены, — писали в 1934 году молодые инженеры Циолковскому, — в блестящих перспективах развития реактивного летания в нашей стране. Наши советские ракеты должны летать выше и далрлне, чем ракеты какой-либо другой страны в мире... При помощи реактивных моторов будут успешно решаться многие задачи, связанные с созданием советских стратонавтов, что подготовит почву для осуществления самой смелой идеи, над которой Вы много лет успешно работаете, — идеи межпланетных сообщений».
Письмо, наполненное такой безудержной верой в завтрашний день, прислали Циолковскому делегаты Всесоюзной конференции по изучению стратосферы. Молодое поколение будущих покорителей космоса удостоило своего духовного наставника и высокой чести быть делегатом конференции, вручив ему пригласительный билет № 1.
К сожалению, Циолковский не смог воспользоваться этим приглашением и присутствовать на конференции — болезнь помешала ему отправиться в дальнюю дорогу из Калуги в Москву. Но ученый был очень горд оказанным ему вниманием. Бережно хранил Константин Эдуардович этот пригласительный билет. Он лежит сейчас в архиве, и невольно испытываешь чувство волнения, взяв его в руки. Ведь среди имен тех, кто выступал на конференции с докладами, на нем обозначено сообщение главного конструктора корабля «Восток»!
До самой смерти Циолковский был главным советчиком и доверенным лицом инженеров, стремившихся воплотить в материал его замечательные идеи. Сохранились письма одного из видных советских ракетостройтелей, полученные Циолковским незадолго до смерти летом 1935 года. Их автор спешит поделиться с Константином Эдуардовичем радостной вестью: наконец-то его ракетные двигатели перестали сгорать и держат проектную тягу в течение расчетного времени. «Я часто думаю, как было бы хорошо, если бы Вы жили в Москве», — читаем мы в этом письме. Да, Циолковский был очень нужен плеяде молодых, ищущих путей в космос инженеров! Работая над первыми ракетными двигателями, они преодолевали неслыханные трудности.
«Тяжело работать, Константин Эдуардович, — говорится в другом письме того же автора, присланном месяц спустя, — иногда прямо руки опускаются, но вспомнишь Вас, Вашу жизнь — и с утроенной энергией начинаешь грызть работу...»
Циолковский очень любил этих людей. Он видел, с какой страстью они стремились воплотить в жизнь его замыслы, и поэтому проявлял большой интерес к работе каждого из них. В начале тридцатых годов Осоавиахим организовал так называемые ГИРДы (группы изучения реактивного движения), сыгравшие немалую роль в развитии реактивной техники. Константин Эд\ардович получал письма от руководителей групп. Вот письмо одного из руководителей московского ГИРДа: «У нас работает много квалифицированных инженеров, но лучшим из лучших является...» Далее шла фамилия главного конструктора космического корабля «Восток».
Интересно отметить, что Циолковский вполне разделял это мнение. Мы знаем это из письма ученого одному из московских писателей. Будущий главный конструктор прислал в Калугу книгу, но не указал обратного адреса. «Не знаю, как поблагодарить его за любезность, — писал Циолковский, — если возможно, передайте ему мою благодарность или сообщите его адрес. Книжка разумная, содержательная и полезная».
Преодолевая трудности, инженеры упорно продвигались вперед, сообщая Циолковскому о победах и поражениях... Одно неизбежно сопутствовало другому. В таком грандиозном деле, как завоевание космоса, иначе и быть не могло. Но, борясь с трудностями, ученые знали о той огромной поддержке и внимании, которые оказывали им партия и Советское правительство. За две недели до смерти Циолковскому, прикованному к постели тяжелой болезнью, передали привет от руководителя московских большевиков Н. С. Хрущева. Несмотря на слабость, Константин Эдуардович оживился и сказал:
— Только такие люди труда и крепкой воли создадут новую жизнь. Напишите ему привет и благодарность.
Константину Эдуардовичу дали подписать продиктованные им слова приветствия. Он прочитал их и дрожащим старческим почерком приписал: «Вся моя надежда на людей, подобных Вам». Оглядев окружающих, он добавил:
— Я всю жизнь рвусь к новым победам и достижениям, вот почему только большевики меня понимают. Я бесконечно благодарен партии и Советскому правительству.
Эти слова ученый произнес за неделю до того, как далеко на Алтае в семье учителя Степана Титова родился мальчик, которого сегодня мир знает под именем Космонавт Два.
ПРЫЖОК В КОСМОС
...И если Прометей
огонь похитил с неба,
То мы
земной огонь
забросили туда!
Н. ТАРАСЕНКО
Сообщение ТАСС
♦ О ЗАПУСКЕ ПЕРВОГО В МИРЕ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ
В течение ряда лет в Советском Союзе ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию искусственных спутников Земли.
Как уже сообщалось в печати, первые пуски спутников в СССР были намечены к осуществлению в соответствии с программой научных исследований Международного геофизического года.
В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.).
Согласно расчетам, которые сейчас уточняются прямыми наблюдениями, спутник будет двигаться на высотах до 900 километров над поверхностью Земли; время одного полного оборота спутника будет 1 час 35 минут, угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 65°. Над районом города Москвы 5 октября 1957 года спутник пройдет дважды — в 1 час 46 мин. ночи и в 6 час. 42 мин. утра по московскому времени. Сообщения о последующем движении первого искусственного спутника, запущенного в СССР 4 октября, будут передаваться регулярно широковещательными радиостанциями.
Спутник имеет форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие радиосигналы с частотой 20,005 и 40,002 мегагерца (длина волны около 15 и 7,5 метра соответственно). Мощности передатчиков обеспечивают уверенный прием радиосигналов широким кругом радиолюбителей. Сигналы имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 сек., с паузой такой же длительности. Посылка сигнала одной частоты производится во время паузы сигнала другой частоты.
Научные станции, расположенные в различных точках Советского Союза, ведут наблюдение за спутником и определяют элементы его траектории. Так как плотность разреженных верхних слоев атмосферы достоверно неизвестна, в настоящее время нет данных для точного определения времени существования спутника и места его вхождения в плотные слои атмосферы. Расчеты показали, что вследствие огромной скорости спутника в конце своего существования он сгорит при достижении плотных слоев атмосферы на высоте нескольких десятков километров.
В России еще в конце 19 века трудами выдающегося ученого К. Э. Циолковского была впервые научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракет.
Успешным запуском первого созданного человеком спутника Земли вносится крупнейший вклад в сокровищницу мировой науки и культуры. Научный эксперимент, осуществляемый на такой большой высоте, имеет громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей солнечной системы.
В течение Международного геофизического года Советский Союз предполагает осуществить пуски еще нескольких искусственных спутников Земли. Эти последующие спутники будут иметь увеличенные габарит и вес, и на них будет проведена широкая программа научных исследований.
Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям, и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового, социалистического общества сделает реальностью самые дерзновенные мечты человечества.
С огромной радостью мы узнали об изумительной победе нашей науки и техники. Вслед за баллистической ракетой запущен первый в мире искусственный спутник Земли. От всей души желаем и дальше нашим ученым, конструкторам успехов и новых открытий.
Научные достижения тесно связаны с трудовыми подвигами советского народа во всех отраслях нашей жизни. И мы, люди, работающие на производстве, стремимся двигать вперед технику, чтобы обеспечить прогресс народного хозяйства нашей страны.
Мы хотим, чтобы и наши скромные достижения служили тем огромным целям прогресса науки и техники, которые поставил перед собой советский народ.
Сергей БУШУЕВ, Александр БОБКОВ, токари Московского автомобильного завода имени Лихачева
Еще на пороге века русский физик Циолковский вывел решающую формулу для движения летающих тел в безвоздушном пространстве. Его следует величать отцом ракетной техники, и, наверное, имеет знаменательное значение то, что именно русские запустили в мировое пространство первый искусственный спутник Земли.
Доктор ПРИСТЕР,
Боннский университет
Мы, ученые-физики, гордимся исторической победой своих коллег. Небольшой шар искусственного спутника до отказа заполнен многочисленными приборами. В нем — сгусток новейших открытий и достижений самой передовой науки и техники. Это — первый реальный шаг к победе над земным тяготением, ключ к дверям в Космос, которые так долго были закрыты. Теперь уже ясно, что мы вступили на порог осуществления заветной мечты человечества — полета в межпланетное пространство.
Ф. ФЕДОРОВ,
профессор, доктор технических наук
♦ СОВЕТСКИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
4 октября 1957 года весь мир стал свидетелем выдающегося события — в Советском Союзе был осуществлен успешный запуск первого искусственного спутника Земли. Сообщение о запуске спутника было получено во всех уголках земного шара. Прохождение его зарегистрировано многими наблюдателями на всех континентах. Создание спутника явилось результатом длительной, упорной исследовательской и конструкторской работы, в которой приняли участие большие коллективы советских ученых, инженеров, работников промышленности.
Теоретический вопрос о возможности посылки космического корабля за пределы земной атмосферы был решен в начале двадцатого столетия выдающимся русским ученым К. Э. Циолковским, доказавшим, что средством для космического полета должна быть ракета. В трудах К. Э. Циолковского был разработан ряд кардинальных проблем межпланетного полета и было указано, что создание искусственного спутника Земли явится первым и необходимым этапом.
Создание искусственного спутника Земли потребовало решения ряда сложнейших и принципиально новых научно-технических проблем. Наибольшие трудности встретились при разработке ракеты-носителя для вывода спутника на орбиту. Для запуска спутника создана ракета-носитель, обладающая высоким конструктивным совершенством. Созданы мощные двигатели, работающие при трудных термических условиях. Разработаны оптимальные режимы движения ракеты, обеспечивающие наиболее эффективное ее использование. Для обеспечения заданного закона движения ракеты, необходимого для выведения спутника на орбиту, разработана весьма точная и эффективная система автоматического управления ракетой.
Решение этих, а также многих других сложнейших задач оказалось возможным лишь в результате использования новейших достижений науки и техники в самых различных областях и в первую очередь благодаря высокому техническому уровню ракетостроения в СССР. Создание искусственного спутника Земли в столь короткие сроки было обеспечено высоким уровнем научнотехнического потенциала в нашей стране, четкой и организованной работой научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и промышленных предприятий.
Запуску спутника предшествовала также большая экспериментальная работа, связанная с созданием и отработкой как отдельных агрегатов, так и всей системы в комплексе. Успешный запуск спутника полностью подтвердил правильность расчетов и основных технических решений, принятых при создании ракеты-носителя и спутника.
Запуск первого спутника открывает широкую программу научных исследований, которая будет продолжена в течение Международного геофизического года на ряде последующих искусственных спутников, при создании которых предусматривается дальнейшее увеличение их веса и размеров. Создание спутника является первым шагом в завоевании межпланетного пространства и осуществлении космических полетов.
Спутник имеет форму шара. Он был размещен в передней части ракеты-носителя и закрыт защитным конусом. Ракета со спутником стартовала вертикально. Через небольшое время после старта при помощи программного устройства ось ракеты начала постепенно отклоняться от вертикали. В конце участка выведения на орбиту ракета находилась на высоте нескольких сот километров и двигалась параллельно земной поверхности со скоростью около 8000 метров в секунду. После окончания работы двигателя ракеты защитный конус был сброшен, спутник отделился от ракеты и начал двигаться самостоятельно.
В настоящее время вокруг Земли движется снабженный аппаратурой спутник, а также ракета-носитель и защитный конус. Так как скорость отделения конуса от спутника и спутника от ракеты невелика, носитель и конус в течение некоторого времени находились от спутника на сравнительно небольшом расстоянии, двигаясь вокруг Земли по орбитам, близким к орбите спутника. Затем, вследствие разности периодов обращения, получающейся как за счет относительной скорости в момент отделения, так и за счет различной степени торможения в атмосфере Земли, все три тела разошлись и в процессе дальнейшего движения в один и тот же момент времени могут оказаться находящимися над совершенно различными точками земной поверхности.
ОРБИТА СПУТНИКА
Орбита спутника представляет собой в первом приближении эллипс, один из фокусов которого находится в центре Земли. Высота полета спутника над поверхностью Земли не остается постоянной, а периодически изменяется, достигая наибольшего значения, примерно тысячи километров. В настоящее время перигей орбиты (ее наинизшая точка) находится в северном полушарии Земли, а апогей (наивысшая точка орбиты) — в южном полушарии.
Ориентация плоскости орбиты относительно неподвижных звезд остается почти постоянной. Так как Земля вращается вокруг своей оси, то на каждом следующем витке спутник должен оказываться над другим районом, смещаясь на один виток примерно на 24° по долготе. Фактическое смещение по долготе будет несколько больше, так как вследствие отклонения поля тяготения от центрального плоскость орбиты будет медленно поворачиваться вокруг оси Земли в направлении, противоположном ее вращению. Это движение плоскости орбиты невелико и составляет примерно четверть градуса по долготе за один оборот. В результате относительного движения Земли и плоскости орбиты каждый следующий виток будет проходить западнее предыдущего на широте Москвы примерно на 1500 км. В экваториальной области смещение больше и будет составлять около 2500 километров.
Плоскость орбиты наклонена к плоскости земного экватора под углом 65°. В связи с этим трасса спутника проходит над районами Земли, находящимися приблизительно между Северным и Южным полярными кругами. Вследствие вращения Земли вокруг оси угол наклона трассы к экватору отличается от угла наклонения плоскости орбиты. Приходя в северное полушарие, трасса пересекает экватор иод углом 71,5° в направлении на северо-восток. Затем трасса постепенно заворачивает все больше на восток и, коснувшись параллели, отвечающей 65° северной нТнроты, отклоняется к югу и пересекает экватор в направлении на юго-восток под углом 59°. В южном полушарии трасса касается параллели, отвечающей 65° южной широты, после чего отклоняется к северу и снова переходит в северное полушарие.
С течением времени, вследствие торможения спутника в верхних слоях атмосферы Земли, форма и размеры орбиты спутника будут постепенно изменяться. Так как на больших высотах, где происходит движение спутника, плотность атмосферы чрезвычайно мала, эволюция орбиты будет происходить вначале весьма медленно. Высота апогея будет убывать быстрее высоты перигея, и орбита будет все более приближаться к круговой. При вхождении спутника в более плотные слои атмосферы торможение спутника станет весьма сильным. Спутник раскалится и сгорит, подобно метеорам, приходящим из межпланетного пространства и сгорающим в атмосфере Земли.
В настоящее время плотность верхней атмосферы известна недостаточно точно. Поэтому дать точный прогноз о времени существовния спутника на орбите пока не представляется возможным. Данные о плотности верхней атмосферы, имеющиеся в настоящее время, а также результаты проведенных траекторных измерений позволяют утверждать, что спутник будет двигаться вокруг Земли длительное время.
Период обращения спутника составляет в настоящее время 96 мин. По мере понижения орбиты период будет уменьшаться. Скорость изменения периода будет служить указанием на быстроту изменения формы орбиты. Поэтому точное измерение периода обращения спутника является чрезвычайно важной и ответственной задачей.
Параметры орбиты советского искусственного спутника позволяют наблюдать его на всех континентах в большом диапазоне широт. Это открывает большие возможности для решения различных научных проблем. Можно указать, что запуск спутника на такую орбиту является более трудной задачей, чем запуск на орбиту, близкую к экваториальной плоскости. При запуске по экватору имеется возможность использования в большей степени для разгона ракеты скорости вращения Земли вокруг оси.
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДВИЖЕНИЕМ СПУТНИКА
Весьма важной составной частью исследований, проводимых с помощью искусственного спутника Земли, является наблюдения за его движением, обработка наблюдений и предсказание по результатам обработки дальнейшего движения спутника. Наблюдение за спутником ведется с помощью радиотехнических средств, а также в обсерваториях с помощью оптических инструментов. Наряду со специалистами с их средствами к наблюдениям широко привлечены радиолюбители, а также группа астрономов-любителей, ведущих наблюдения на астрономических площадках с помощью специально изготовленных для этих целей оптических инструментов. В настоящее время в СССР наблюдения за спутником регулярно ведут 66 станций оптических наблюдений и 26 клубов ДОСААФ с большим количеством средств радионаблюдения. Кроме того, наблюдения за спутником ведут индивидуально тысячи радиолюбителей.
Научные станции ведут наблюдения с помощью радиолокаторов и радиопеленгаторов. Ведутся также наблюдения оптическими методами и фотографирование движения спутника.
Остановимся на методах наблюдения астрономами-любителями и радиолюбителями, так как эти методы доступны широким кругам, интересующимся движением спутника. В распоряжении астрономов-любителей имеется большое количество специально изготовленных астрономических трубок, обладающих совершенной оптикой с широким углом зрения. На наблюдательных станциях имеются также комплекты оборудования, позволяющие определять положение спутника на небесной сфере в определенный момент времени.
Имеющаяся аппаратура, с помощью которой оптическая станция отмечает положение спутника на небесной сфере, позволяет производить измерение с точностью до одного градуса, а момент времени; в который отмечается это положение, с погрешностью не более одной секунды. Оптическая станция наблюдает искусственный спутник в утреннее или вечернее время, когда поверхность Земли погружена в темноту, а сам спутник, находясь на большой высоте, освещен Солнцем.
Следует отметить, что наблюдения за спутником с помощью астрономических инструментов представляют известную трудность и не похожи на наблюдения обычных астрономических объектов, так как спутник движется по небу очень быстро, со скоростью в среднем около одного градуса в секунду.
Для обеспечения надежности наблюдений каждая оптическая станция устраивает один или два «оптических барьера» из трубок, расположенных в меридиане и по вертикальному кругу, перпендикулярному видимой орбите спутника. Кроме того, при поиске спутника применяется метод, основанный на так называемом «правиле местного времени». Этот метод использует то обстоятельство, что орбита спутника не участвует в суточном вращении Земли, а сам спутник будет проходить через заданную широту в местное звездное время, медленно меняющееся при вращении орбиты в абсолютном пространстве вокруг земной оси за счет отклонения поля тяготения от центрального. Благодаря этому для данной станции спутник в процессе своего движения будет проходить через последовательность точек на небесной сфере, которые можно назвать точками ожидания. Если регулировать ось оптического прибора таким образом, чтобы она была направлена в заранее рассчитанную на небесной сфере очередную точку ожидания, то рано или поздно неизбежно произойдет обнаружение спутника.
Наблюдения за спутником ведет большое число радиолюбителей с помощью специально для этой цели сконструированных радиоприемников. Схемы этих приемников, а также схемы пеленгационных приставок к ним были опубликованы в научно-популярном радиотехническом журнале «Радио» задолго до запуска спутника. Информацию о движении спутника, даваемую радиолюбителями, можно использовать не только для изучения законов прохождения радиоволн через атмосферу, но также, особенно в случае, если радиолюбитель использует пеленгационную приставку, для грубого определения элементов орбиты спутника.
Уже к настоящему времени имеется большое количество наблюдений спутника радиолюбителями. В ряде мест прохождение спутника зарегистрировано астрономами-любителями. В ряде других мест, к сожалению, до сих пор облачность не дала возможности вести оптические наблюдения.
Все данные научных станций, а также радио- и оптических наблюдений любителей собираются и обрабатываются. В результате обработки этих данных определаются как элементы орбиты, так и их вековые уходы. При обработке используются новейшие вычислительные срздства, такие, как электронные счетные машины. В результате обработки уточняются параметры орбиты и предсказывается движение спутника. Кроме того, данные, поступающие с наблюдательных станций, используются для ряда геофизических исследований, проводимых с помощью спутника, таких, например, как определение плотности атмосферы по эволюции параметров орбиты спутника и т, д.
ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКА
Как уже указывалось, спутник имеет форму шара. Диаметр его равен 58 сантиметрам, вес — 83,6 килограмма. Герметичный корпус спутшша изготовлен из алюминиевых сплавов. Поверхность его полирована и подвергнута специальной обработке. В корпусе размещается вся аппаратура спутника вместе с источниками энергопитания аппаратуры. Перед пуском спутник заполняется газообразным азотом.
На внешней поверхности корпуса установлены антенны в виде четырех стержней длиной от 2,4 до 2,9 метра. Во время выведения спутника стержни антенн прижаты к корпусу ракеты. После отделения спутника антенны поворачиваются относительно своих шарниров.
Двигаясь по орбите, спутник периодически подвергается резко переменным тепловым воздействиям — нагреванию лучами Солнца в период нахождения над освещенной стороной Земли, охлаждению при полете в тени Земли, термическим воздействиям атмосферы и т. д. Кроме того, при работе аппаратуры в спутнике также выделяется известное количество тепла. В тепловом отношении искусственный спутник является самостоятельным небесным телом, находящимся в лучистом теплообмене с окружающим пространством. Поэтому обеспечение в течение длительного времени норхмального температурного режима на спутнике, необходимого для работы его аппаратуры, является принципиально новой и достаточно сложной задачей. Поддержание необходимого температурного режима на первом спутнике обеспечивается приданием его поверхности соответствующих значений коэффициентов излучения и поглощения солнечной радиации, а также регулированием теплового сопротивления между оболочкой спутника и размещаемой в нем аппаратурой за счет принудительной циркуляции азота внутри спутника.
На спутнике установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие сигналы с частотами 20,005 и 40,002 мегагерца (длина волн — 15 и 7,5 метра соответственно). Следует отметить, что на созданном в СССР искусственном спутнике в связи с его относительно большим весом оказалось возможным установить радиопередатчики большой мощности. Это позволяет производить прием сигналов со спутника на весьма больших расстояниях и дает возможность включиться в наблюдения за спутником самым широким кругам радиолюбителей во всех частях земного шара. Первые сутки наблюдения за полетом спутника подтвердили возможность уверенного приема его сигналов обычными любительскими приемниками на расстояниях нескольких тысяч километров. Зафиксированы отдельные случаи приема сигналов спутника на расстояниях до 10 000 километров.
РАДИОСИГНАЛЫ СПУТНИКА
Сигналы, излучаемые радиопередатчиками на каждой из частот, имеют вид телеграфных посылок. Посылка сигнала одной частоты производится вовремя паузы сигнала другой частоты. В среднем длительность сигналов на каждой из частот составляет около 0,3 секунды. Эти сигналы используются для наблюдения за орбитой спутника, а также для решения ряда научных задач. Для регистрации процессов, происходящих на спутнике, на нем установлены чувствительные элементы, меняющие частоты телеграфных посылок и соотношения между длительностью этих посылок и пауз при изменении некоторых параметров на спутнике (температуры и др.). При приеме сигналов со спутника производится их регистрация для последующей расшифровки и анализа.
Следует учитывать, что через некоторое время радиопередатчик прекратит свою работу. Это может, например, произойти, если метеорная частица пробьет корпус спутника или повредит антенну. Кроме того, спутник имеет ограниченный запас электроэнергии. После прекращения работы передатчика наблюдение за спутником будет вестись оптическими методами и радиолокаторами.
Большое значение имеют наблюдения за распространением радиоволн, излучаемых со спутника. До сих пор основные сведения об ионосфере были получены изучением радиоволн, посылаемых с Земли и отраженных от областей ионосферы, лежащих ниже максимальной ионизации ионосферных слоев. В настоящее время по существу неизвестно, на каких высотах лежит верхняя граница ионосферы. Запуск спутника создает возможность получать в течение длительного времени радиосигналы с двумя различными частотами из областей ионосферы, ранее недоступных для длительных наблюдений, лежащих выше максимума ионизации, а может быть, над ионосферой вообще.
Измерение уровней принимаемых сигналов и углов рефракции радиоволн с различными частотами позволяет получить данные о затухании радиоволн в ранее не исследованных областях ионосферы и некоторые сведения о структуре этих областей.
Программа научных измерений на искусственных спутниках Земли весьма обширна и охватывает многие разделы физики верхних слоев атмосферы и изучения космического пространства около Земли.
К этим вопросам относятся: изучение состояния ионосферы, ее химической структуры, измерения давления и плотности, магнитные измерения, изучение природы корпускулярного излучения Солнца, первичного состава и вариаций космических лучей, ультрафиолетового и рентгеновского участков спектра Солнца, а также электростатических полей верхних слоев атмосферы и микрочастиц. Уже первый спутник даст сведения по ряду из этих вопросов.
В области изучения космических лучей программа предусматривает получение данных по относительному количеству в составе первичного космического излучения различных ядер. В частности, будет произведено определение относительного количества ядер лития, бериллия и бора, а также ядер с весьма большим зарядом. В этом отношении можно будет получить данные, недоступные для ранее применявшихся методов исследований.
Устанавливаемая на спутниках аппаратура позволяет также произвести изучение вариаций полного потока космических лучей, изучение которых затрудняет большая толща атмосферы, находящейся над аппаратурой при установке ее на Земле. Полученные данные позволят выявить суточные, полусуточные и двадцатисемисуточные вариации и изучить их связь с явлениями на Солнце. Спутник позволяет провести указанные измерения по всему земному шару.
Вследствие поглощения атмосферой коротковолновой радиации Солнца она до сих дор еще не изучена. Большие высоты, на которых обращается спутник, позволят с помощью разработанной нашими физиками аппаратуры изучить ультрафиолетовый и рентгеновские участки спектра Солнца и выявить вариации интенсивности излучения. Это важно, так как по современным представлениям коротковолновое излучение Солнца вызывает ионизацию верхних слоев атмосферы. Следовательно, эти результаты прольют новый свет на процессы образования ионосферы. Поскольку коротковолновое излучение Солнца вызывается солнечной короной, данные о нем позволят получить новые результаты о структуре солнечной короны.
Наряду с коротковолновой радиацией Солнца огромную роль в процессах происходящих в верхних слоях атмосферы, играет корпускулярное излучение Солнца. С а той целью важно решить вопрос о природе корпускулярного излучения, его интенсивности, энергетическом спектре частиц, выбрасываемых Солнцем, и выяснить роль корпускулярного излучения Солнца в образовании полярных сияний. Эти вопросы также удастся решить с помощью созданной аппаратуры и устанавливаемой на искусственных спутниках Земли.
* * *
Полет спутника над ионизированными слоями атмосферы позволяет проверить ряд выводов, сделанных на основании тех или иных гипотез, относительно круговых токов, существующих в верхних слоях атмосферы. Искусственные спутники позволяют также произвести изучение быстрых вариаций магнитного поля Земли.
Представляет значительный интерес изучение на больших высотах (порядка 1000 километров) электростатических полей и решение вопроса — является ли Земля вместе со своей атмосферой заряженной или нейтральной системой. Наряду с изучением ионосферы косвенными методами путем наблюдения за прохождением радиоволн программа исследований на спутниках предусматривает непосредственные замеры ионной концентрации на различных высотах, а в дальнейшем также химического состава ионосферы масс спектрометрическими методами. Если справедливы современные представления о том, что на больших высотах отсутствуют отрицательные ионы, эти опыты дадут полные сведения о составе ионосферы.
Не останавливаясь на всех научных наблюдениях, которые производятся и будут произведены на спутниках в течение Международного геофизического года, мы упомянем еще об исследованиях метеорной материи, находящейся в верхних слоях атмосферы. Намечено получение спектра масс и скоростей микрочастиц, попадающих в атмосферу из космического пространства.
Искусственный спутник есть первый шаг в завоевании космического пространства. Для перехода к осуществлению космических полетов с человеком необходимо изучить влияние условий космического полета на живые организмы. В первую очередь это изучение должно быть проведено на животных. Так же, как это было на высотных ракетах, в Советском Союзе будет запущен спутник, имеющий на борту животных в качестве пассажиров, и будут проведены детальные наблюдения за их поведением и протеканием физиологических процессов.
Можно с уверенностью сказать, что осуществление намеченной программы научных исследований с помощью искусственных спутников Земли сыграет революционизирующую роль во многих вопросах физики, геофизики и астрофизики.
С успешным запуском искусственного спутника Земли наука и техника делают новый качественный скачок, перенося прямые методы научных измерений в недоступное до настоящего времени космическое пространство и прокладывая широкие пути будущим межпланетным путешествиям.
♦ ГОРЖУСЬ ТВОЕЙ ПОБЕДОЙ
В. ВАСИЛЕНКО
Что для него громады гор
И стран чересполосица!
Там, где космический простор,
Наш вестник мира носится.
За ним неутомимо я
Душой повсюду следую.
Страна моя, любовь моя,
Горжусь твоей победою!
♦ ПРЫЖОК В КОСМОС
А. АЛЕКСАНДРОВ, ректор Ленинградского университета, член-корреспондент АН СССР
...Звуком, как бы символизирующим 1957 год, был слабенький «пип-пип», который в один октябрьский вечер сверхъестественно послышался из космоса. Зрелищем, символизирующим этот год, был первый спутник Земли, созданный руками человека и проносящийся по усеянному звездами небу.
Этот звук и это зрелище свидетельствовали о внезапном изменении соотношения сил в мировой борьбе. Ведь спутник был русским, и он означал, что Россия намного обогнала Соединенные Штаты на заре космического века — обогнала в деле создания огромных ракет.
Роберт УЭЛЕН,
американский журналист
Запущен искусственный спутник Земли. Его создали советские ученые, рабочие, инженеры на сороковом году существования своей страны и преподнесли всему человечеству этот чудесный, реальный подарок. Это — торжество советской передовой науки, торжество нашей социалистической системы, позволившей полностью расковать человеческий разум для самых великих свершений.
Аркадий ПЕРВЕНЦЕВ,
писатель
Весь мир стал свидетелем замечательного события: советская ракета-носитель вывела искусственный спутник на орбиту, и он вот уже который день вращается вокруг Земли. Это выдающееся достижение советской науки и техники всколыхнуло мир, оно наполняет гордостью всех советских людей, всех друзей Советского Союза. Оно приводит в восторг ученых и всех тех, кому дороги идеи прогресса. Оно привело в замешательство деятелей «холодной войны», адептов политики «с позиции «силы» и их приспешников.
В чем ж значение этого события, и почему оно вызывает такую реакцию?
Прежде всего запуск искусственного спутника Земли знаменует собой начало переворота в науке и технике, принципиальный шаг на пути овладения пространством. Впервые удалось развить такую скорость, которая позволила вывести тело на орбиту искусственного спутника Земли. Была достигнута так называемая первая космическая скорость — около 8 километров в секунду. Что означает такая скорость? Ведь путь в космос природа закрыла по образному выражению К. Э. Циолковского «панцирем тяготения» и «панцирем атмосферы». Первый из них является главным препятствием для осуществления космических полетов. Всякий брошенный вверх предмет «осаживается» силами притяжения Земли и сопротивления воздуха, а поэтому, потеряв свою скорость, неизбежно падает обратно. При скорости же 8 километров в секунду сила тяготения уже не сможет принудить его к «вынужденной посадке». Она будет теперь «сносить» корабль в той же мере, в какой приобретенная скорость будет относить его в мировое пространство. Траектория космического полета будет иметь вид окружности, опоясывающей земной шар, а само тело станет искусственным спутником Земли. Если же скорость полета тела будет увеличиваться, то орбита его начнет вытягиваться в эллипс. Чем больше скорость, тем длиннее эллипс. Скорость в 11,2 километра в секунду даст возможность космической ракете вырваться из оков земного притяжения. Она будет двигаться уже по параболической орбите и станет искусственной планетой — спутником Солнца.
При еще большей скорости траектория космического корабля примет форму гиперболы, а при скорости 16,7 километра в секунду ракета навсегда уйдет из нашей солнечной системы. Таковы три космических скорости. И первая из них достигнута. И можно с уверенностью сказать, что не будущие поколения, а мы сами будем свидетелями первых полетов в мировое пространство.
Искусственные спутники Земли открывают новые возможности детального изучения высших слоев атмосферы и происходящих там явлений, таких, как северные сияния, ионизация, реакция космического излучения и т. д. А далее последует изучение явлений в самом межпланетном пространстве, станет реальностью полет на Луну или Марс и исследования их на месте.
И, может быть, не в столь отдаленном будущем на Луне появится советская «лунофизическая» станция «Мирная».
Искусственные спутники Земли облегчат в будущем задачи полета в межпланетное пространство. Это предвидел еще К. Э. Циолковский. Он научно доказал, что создание вблизи нашей планеты, но вне ее атмосферы некоторой опорной площади для старта космических ракет позволит значительно сократить размеры межпланетных кораблей и существенно уменьшить на них запасы топлива, которые необходимы для перелета к соседним с Землей небесным телам.
Понятно, что при виде первого решительного шага на этом головокружительном пути так восхищены все, кому дорог прогресс человечества.
Полет искусственного спутника Земли имеет и другое глубокое значение. Тот факт, что спутник запущен именно в Советском Союзе, отмечает историческую веху не только технического, но и социального прогресса. Первый решительный шаг новой научно-технической революции сделан в первой стране социализма. Научнотехническое превосходство нового, более прогрессивного общественного строя налицо.
Американский журнал «Лайф» писал в начале 1957 года, что русские не могут, не умеют технически реализовать научные идеи, которыми они, русские, признавал «Лайф», достаточно богаты. Подобные утверждения еще раз опровергнуты, и не только искусственным спутником Земли. Ведь в 1957 году в Советском Союзе был пущен в действие самый мощный в мире ускоритель атомных частиц, вышел на регулярные пассажирские линии реактивный самолет «ТУ-104», брошена первая в миро межконтинентальная ракета.
Каждое из этих достижений — не случайный, изолированный успех, а результат общего прогресса во многих областях советской науки и техники. Атомный ускоритель в Дубне, самолет «ТУ-104», ракеты и искусственный спутник,, — это результат творческого содружества, громадной работы больших коллективов ученых, техников, квалифрщированных рабочих.
Эти достижения символизируют общую высокую научно-техническую культуру и организацию, демонстрируют преимущества социалистического строя, который является в конечном счете основой всех наших успехов.
Французский журналист Ж. Кардан писал, что запуск советского искусственного спутника — это событие, разрушающее миф о техническом превосходстве США. И Соединенным Штатам, замечает Ж. Кардан, будет трудно соревноваться, в частности потому, что их социальная система не дает возможности для широких научных работ в области межпланетных ракет.
Действительно, одним из важнейших условий научного прогресса является широкое развитие и государственная поддержка научных исследований и всех форм просвещения. По развитию высшего образования Советский Союз занял первое место в мире. Так, например, в 1955 году на каждые 100 тысяч жителей в Советском Союзе приходилось студентов инженерных и агрономических специальностей почти в три раза больше, чем в США. Выпуск специалистов высшей квалификации в 1957 году у нас достиг 265 тысяч человек, из них инженеров около 80 тысяч человек.
Искусственный спутник отмечает еще одну историческую веху на пути побед и достижений советского народа. За нею, мы знаем, последуют новые, такие же яркие вехи.
♦ ПОЛОЖЕНО НАЧАЛО КОСМИЧЕСКИМ ПОЛЕТАМ
В. АМБАРЦУМЯН, академик
История науки знает немало случаев, когда крупные открытия или изобретения, являющиеся результатом упорного труда и глубоких исканий целой группы ученых, оказывали революционизирующее влияние на дальнейший ход развития науки. Однако трудно привести из прошлого пример, когда один эксперимент, правда являющийся результатом напряженного труда большого коллектива ученых, инженеров, техников и рабочих и отражающий огромные достижения в развитии науки и техники, явился бы началом новой эры не только в истории науки, но и в истории всей человеческой культуры и техники. Именно так произошло 4 октября 1957 года, когда впервые в истории было создано новое астрономическое тело, движущееся по орбите вокруг Земли, — ее первый искусственный спутник, и тем самым положено начало астронавтике.
Неизмеримо значение запуска искусственного спутника Земли для техники. Запуск спутника означает переход к космическим скоростям, при которых возможно преодоление силы притяжения и становится осуществимым свободный полет в безвоздушном пространстве без затраты горючего.
Особенно велико значение искусственных спутников для дальнейшего развития науки.
Движение спутника происходит в поле тяготения Земли. В свою очередь это поле тяготения определяется распределением масс внутри Земли и в земной коре. Изучая движение спутника, мы получаем возможность в высокой степени уточнить наши знания о поле земного тяготения и сделать отсюда интересные выводы о строении Земли. Правда, вокруг Земли обращается и естественная Луна, но изучение ее движения дает нам сведения лишь о тех частях поля земного тяготения, которые сравнительно далеки от Земли, поскольку расстояние от Земли до Луны составляет около 380 тысяч километров. На этих расстояниях поле земного тяготения значительно меньше зависит от распределения масс внутри Земли. Поэтому изучение движения Луны может дать лишь весьма скудные сведения по этому вопросу. Искусственные же спутники, запускаемые на расстояние порядка одной тысячи километров от поверхности Земли, предоставляют нам в этом отношении гораздо больше возможностей.
На высоте нескольких сот километров над поверхностью Земли ее атмосфера очень разрежена. Но сопротивление воздуха все же должно сказаться на движении спутника. Поэтому, изучая это движение, мы получим дальнейшие данные о строении верхних слоев нашей атмосферы.
Перечисленные выше задачи могут быть решены деже тогда, когда спутник не снабжен аппаратурой, ибо в этом случае требуется лишь точное определение меняющихся координат спутника. Само собой разумеется, однако, что установленная на спутнике аппаратура для посылки радиосигналов на Землю, значительно облегчает определение его координат.
Еще более широк круг вопросов, которые могут быть решены путем установки на спутнике соответствующей научной измерительной аппаратуры, автоматически сообщающей по радио результаты измерений.
При изучении окружающих нас небесных тел и того космического пространства, в котором движется Земля, мы, астрономы, встречаем большие трудности в связи с тем, что наши обсерватории и научные станции расположены на дне окружающего Землю воздушного океана глубиною в сотни километров. Этот океан — земная атмосфера — пропускает к нам только отдельные узкие участки спектра электромагнитных колебаний, испускаемых Солнцем, звездами и другими небесными светилами. Поэтому мы всегда мечтали о внеатмосферной обсерватории, откуда можно было бы наблюдать беспрепятственно ультрафиолетовое, рентгеновское излучения Солнца, радиоизлучение с длиной волны в несколько десятков или сотен метров, а также заряженные частицы, испускаемые Солнцем, особенно в периоды его бурной деятельности. Наконец, космические лучи, пронизывающие окружающее нас пространство и возникающие в отдаленных от нас туманностях, при вступлении в нашу атмосферу испытывают целый ряд превращений такого рода, что становится трудно судить о природе первичных космических лучей. Между тем аппаратура, установленная на спутнике, даст возможность исследовать именно первичные космические лучи.
Особенно важное значение имеет исследование ультрафиолетового участка спектра Солнца и заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Эти излучения оказывают мощное воздействие на состояние верхних слоев земной атмосферы, а именно ионосферы. Они обусловливают ее ионизацию, которая определяет основные свойства ионосферы, связанные с отражением и прохождением радиоволн, с полярными сияниями и т. д. Но интенсивность указанных излучений Солнца подвержена сильным изменениям. Поэтому и состояние ионосферы, ее свойства все время меняются. Для выяснения закономерностей этих изменений нам нужны точные и прямые данные об указанных излучениях Солнца, которые могут быть добыты с помощью внеатмосферных наблюдений.
С другой стороны, установка радиопередатчиков на искусственных спутниках позволит производить и непосредственное изучение ионосферы. Ибо прием сигналов от этих передатчиков на многочисленных приемных станциях, расположенных на Земле, определение интенсивности принимаемых сигналов позволяют как бы прощупывать насквозь ионосферу, то есть ту среду,через которую проходят эти сигналы.
Наконец, данные о среде, заполняющей межпланетное пространство, о метеорах, о междупланетном газе до сих пор могли получаться только путем наблюдений «издалека», то есть с расположенных на земной поверхности обсерваторий. Искусственный же спутник входит в непосредственное соприкосновение с этой средой. Поэтому при снабжении спутника соответствующей аппаратурой будут впервые получены непосредственные данные о межпланетной среде.
Само собой разумеется, что для полного решения перечисленных задач потребуется не один, а много спутников с различной, еще более совершецной аппаратурой и все более лучшими средствами автоматической передачи научной информации на Землю. Полученные с помощью спутников данные, конечно, повлекут за собой постановку большого числа новых вопросов.
Нетрудно, однако, видеть, что запуск первого искусственного спутника радует миллионы людей не только потому, что он приблизит разрешение перечисленных выше вопросов. Запуск искусственного спутника, помимо своего выдающегося гигантского научного значения, представляет безмерную ценность как первый шаг в мировое пространство, как начало космических полетов, как первая ступень в осуществлении мечты о завоевании человеком необъятных просторов Вселенной.
Можно предвидеть в самые ближайшие годы создание спутников, обращающихся вокруг Земли на расстоянии нескольких тысяч километров от ее поверхности, снабженных аппаратурой для всесторонних научных измерений. Одним из следующих шагов должно явиться создание ракеты, способной вырваться из сферы земного притяжения, достигнуть окрестностей Луны и облететь ее. Такая ракета дала бы нам богатейшие данные о природе лунной поверхности и информировала бы нас о строении того полушария Луны, которое мы никогда не видим. За этим последуют аппараты для межпланетных перелетов.
Могут быть разные взгляды на то, как скоро удастся осуществить участие человека в космических полетах. Дело в том, что развитие современной автоматики и электронных вычислительных машин позволяет в принципе построить аппаратуру» которая не только может производить измерения, но также может разумно, без участия человека решать вопрос о том, какие именно измерения следует производить и как следует их расположить в зависимости от результатов предыдущих измерений. Радиотехника же позволяет за короткие сроки передать автоматически на Землю результаты огромного числа наблюдений и измерений. В принципе возможна и передача изображений картин, видимых с летательного аппарата. Тем самым создается возможность огромного расширения функций автоматических летающих внеатмосферных обсерваторий. Дальнейшее развитие техники несомненно приведет к посылке в мировое пространство аппаратов с людьми.
♦ О ЧЕМ ГОВОРИТ СПУТНИК
Мариэтта ШАГИНЯН, писательница
Может быть, самое характерное в крупнейшем событии наших дней, в появлении новой луны на небе — луны советской, — это факт нашей сдержанности относительно ее. Мы не болтали о ней до ее появления. И когда она помчалась вокруг Земли, у нас, в наших газетах и в нашем обществе, говорилось по ее поводу куда меньше и куда спокойнее, нежели за рубежом.
Но зато сам спутник неустанно и неумолчно рассказывал о нас, проносясь над городами и весями нашей планеты, вдруг оказавшейся в наши дни совсем небольшой, — так быстро мелькают названия «отмахиваемых» спутником городов. Он рассказывает не только потому, что звук его уже втянулся в «музыку сфер», нашел свою «партию» в партитуре Вселенной. И не только потому, что гуденье голоса его слышимо человеческим ухом. Дело в том, что голос нашего спутника стали «считывать» и переводить на свои языки разные слушатели в разных странах, и переводы их мы то и дело прочитываем в иностранных газетах. Одна из них, например, подслушала в рассказах спутника нечто вроде мировых сплетен о чужих секретах и узрела в спутнике вредного шпиона — мол, черт его знает, что он там наматывает себе на ус, то есть на аппараты, и о чем сигналит своим хозяевам... Другая слышит в звездном гудении спутника мировую пропаганду и угрозу: у-у-у, — я вас! Но большая часть слушателей пытается понять его правильно и вывести кое-какие полезные заключения. Пишут все чаще и чаще о том, что спутник убедительно доказывает прекрасное положение научной работы и научных работников в Советском Союзе, и делают вывод, что высоту советской техники, возможность претворить у нас научную мысль в действительность никак нельзя отныне игнорировать и недооценивать.
Это уже ближе к голосу нашего спутника. Но и это еще не вся полная правда его рассказа. К сорокалетию нашего великого праздника из звездного неба над головами людей доносилась к внимательному человечеству весть о существовании на земле нового человека, человека социалистической эры. И слушать эту весть вынуждены были все, не только или просто любопытные, но и враги. В самом деле! Вы не хотите, последние защитники капитализма, слушать аргументы нашей логики, вникать в страницы наших лучших книг, верить нашим стихам, прекрасной музыке наших лучших симфоний, живому голосу наших честных людей, вы закрываете глаза, затыкаете уши. Но рассказ спутника, словно сиянье луны, дыханье солнечного тепла, серебро звезд, шорох ветра, вошел в космическую реальность, стал частью природы, а укрыть уши и глаза от природы никак нельзя, это ведь еще давным-давно мудро сказано: «Гони природу в дверь — она влетит в окно». И вы слушаете, будете слушать, должны слушать нашего спутника, ставшего малым кусочком матери-природы. Что же он говорит вам?
Сколько надежд возлагали и возлагают наши враги на всевозможные трудности советской жизни, действительные и выдуманные, с какой жадцостью подхватывают каждое известие, каждый намек на встретившееся нам затруднение! Они надеются на искорки недовольства, личной обиженности, разногласия, на все, что хотя бы отдаленно напоминало такой обычный в психологии старого мира момент внутреннего раздвоения... Но советские люди прежде всего творцы, и социализм — это прежде всего творчество. В новом нашем мире творческим сделалось все: от работы у станка, у плуга, у письменного стола до личного общения, до прогулки на отдыхе. А это творчество, дающее счастье каждому дню нашей жизни, требует коллектива, единства, глубокой внутренней спаянности. Всем может пожертвовать социалистический человек в трудную минуту, всем, кроме локтя соседа, кроме дыхания народа в себе, за собой, перед собой. И оттого мы прежде всего и страстнее всего оберегаем наше единогласие, музыкальнейшее и вернейшее единство наших рядов. Это единство — моральный закон внутри нас, как музыка звездных сфер над нами. Мог ли спутник родиться и взвиться в небо, если б сердца всех советских людей не бились в унисон любовью к своей социалистической Родине, а советский народ не был охвачен желанием сплочения своих рядов в труде и борьбе? Никакой голой техникой не опередить тех, кто носит в себе вот это новое качество, легшее в основу нравственного поведения социалистического человека. И это оно вооружило нашу технику, оно живет и дышит в творческой работе наших ученых.
Спутник рассказал, мчась в подзвездной вышине, о том, что новых людей, людей нового общества не разделить, не разделить никогда и ничем и что сила их — в сознании их единства, в умении сложить усилия множеств для достижения единой общей цели.
Сообщение ТАСС
♦ О ЗАПУСКЕ ВТОРОГО СОВЕТСКОГО ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ
В соответствии с программой Международного геофизического года по научным исследованиям верхних слоев атмосферы, а также изучению физических процессов и условий жизни в космическом пространстве 3 ноября в Советском Союзе произведен запуск второго искусственного спутника Земли.
Второй искусственный спутник, созданный в СССР, представляет собой последнюю ступень ракеты-носителя с расположенными в ней контейнерами с научной аппаратурой.
На борту второго искусственного спутника имеется:
— аппаратура для исследования излучения Солнца в коротковолновой ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра;
— аппаратура для изучения космических лучей;
— аппаратура для изучения температуры и давления;
— герметичный контейнер с подопытным животным (собакой), системой кондиционирования воздуха, запасом пищи и приборами для изучения жизнедеятельности в условиях космического пространства;
— измерительная аппаратура для передачи данных научных измерений на Землю;
— два радиопередатчика,работающие на частотах 40,002 и 20,005 (длина волны около 7,5 и 15 метров соответственно);
— необходимые источники электроэнергии.
Общий вес указанной аппаратуры, подопытного животного и источников электропитания составляет 508,3 кг.
По данным наблюдений спутник получил орбитальную скорость около 8000 метров в секунду.
Согласно расчетам, которые уточняются прямыми наблюдениями, максимальное удаление спутника от поверхности Земли превышает 1500 километров; время одного полного оборота спутника составляет около 1 часа 42 минут; угол наклона орбиты к плоскости экватора равен, примерно, 65 градусам.
По данным измерений, получаемым с борта спутника, функционирование научной аппаратуры и контроль за жизнедеятельностью животного протекают нормально.
Над районом г. Москвы второй искусственный спутник прошел 3 ноября дважды — в 7 часов 20 минут и в 9 часов 05 минут по московскому времени.
Сигналы радиопередатчика спутника на частоте 20,005 мегагерца имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 секунды с паузой такой же длительности. Радиопередатчик на частоте 40,002 мегагерца работает в режиме непрерывного излучения.
Успешным запуском второго искусственного спутника Земли с разнообразной научной аппаратурой и подопытным животным советские ученые расширяют исследования космического пространства и верхних слоев атмосферы. Неизвестные процессы явлений природы, происходящие в космосе, будут становиться теперь более доступными человеку.
Коллективы научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, испытателей и заводов промышленности, создавшие второй советский искусственный спутник Земли, посвящают его запуск 40-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции.
♦ ВТОРОЙ СОВЕТСКИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
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 и 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 спутшша. 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, то есть в области, прилегающей к точке наименьшего удаления от поверхности Земли. В точке апогея, то есть 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, выведенные первоначально на одну и ту же орбиту, но имеющие 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, позволяют 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 ракетыносителя 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), в 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 широтах 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 расстояния 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 чистотой колебаний 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 ВТОГОГО 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 наблюдений, 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 кйлограммов 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 мегагерца. 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 мегагерца (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 мегагерца (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.
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 излучение 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.
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 излучения 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 больше 14 миллиардов электроновольт. Южные районы Советского Союза доступны для частиц с энергией больше 7 миллиардов электроновольт. Наконец, района Москвы могут достигать все частицы с энергией больше 1,5 миллиарда электроновольт. 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, то есть 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 изменениями его состава.
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 установлено 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 мощью радиотелеметрической системы регистрацию частоты пульса и дыхе поживотного, величины его артериального кровяного давления и биопотенциания сердца, температуры, давления воздуха в кабине и др. алов
Для регенерации воздуха в кабине и поддержания необходимого газового става были применены высокоактивные химические соединения, выделяющие сообходимый для дыхания животного кислород и поглощающие углекислоту и и неток водяных паров. Количество вещества, участвующего в химических реакцзбырегулировалось автоматически. В связи с отсутствием конвекции воздуха в уиях, виях невесомости в кабине животного была создана система принудительной слотиляции. Поддержание температуры воздуха в кабине в определенных предевеносуществлялось терморегулирующей системой. Для обеспечения животного в лах лете пищей и водой в контейнере имеется приспособление для кормления животного.
Отправленная на спутнике собака Лайка прошла предварительную нировку. Животное постепенно приучалось к длительному пребыванию в гермтреческой кабине малого объема в специальной одежде, к датчикам, укрепленныметиразличных участках тела для регистрации физиологических функций и т. д. Г1 на водилась тренировка собаки к действию перегрузок. На лабораторных стендроопределялась устойчивость животного к действию вибрации и некоторым другиах факторам. В результате длительной тренировки животное в течение несколькимх недель спокойно переносило пребывание в герметической кабине,, что обеспечило возможность проведения необходимых научных исследований.
Изучение биологических явлений при полете животного организма в космическом пространстве стало возможным благодаря предварительным обширньш 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 медикобиологических 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.
♦ С ПОМОЩЬЮ РАКЕТ 1 И ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ
Е. К. ФЕДОРОВ, член-корреспондент2 Академии наук СССР
Можно сказать, что 1957 год был годом, в котором человеку впервые удалось сделать первый шаг на пути к преодолению широких просторов ионосферы путем запуска двух искусственных спутников Земли. Это самое большое достижение прогрессивных сил мира за прошлый год, а также самое страшное поражение буржуазных империалистических сил. В результате того, что искусственный спутник, созданный американцами, взорвался на земле, победа прогрессивных сил стала еще более отчетливой, а поражение империалистов еще более заметным. Это событие рассеяло опасения войны хотя бы на короткое время.
Два события, то есть запуск двух искусственных спутников, доказывают, что в борьбе между социалистическим миром и империалистическим буржуазным миром конечная победа принадлежит социалистическому миру. Как ярко показали нам исторические события, происшедшие в прошлом году, единственно правильный путь к полному освобождению человека как в политической, так и в экономической, социальной и культурной областях — это путь социализма. Наш долг, как приверженцев свободы, активно действовать в этом новом году, который только что начался.
Журнал «Навалокайя». Цейлон
Запуск искусственных спутников Земли неоспоримо доказывает, что СССР занял ведущее место в области металлургии, химии и автоматики.
Пьер ДРЕЙФУС,
главный директор заводов сРено». Париж
Центральным событием Международного геофизического года является произведенный в СССР запуск искусственного спутника Земли, открывший новую эру в истории мировой науки. Перед подвигом советских ученых, инженеров, техников и рабочих, осуществивших под руководством Коммунистической партии дерзновенную мечту человечества, преклоняются трудящиеся всех стран. Наука получила совершенно новое, обладающее невиданной до cpix пор эффективностью средство изучения геофизических явлений в верхних слоях атмосферы.
С запуском спутника совпала проходившая в Вашингтоне международная конференция, посвященная применению исследовательских ракет и искусственных спутников Земли в наблюдениях по программе Международного геофизического года.
Вечером в предпоследний день конференции ее участники, среди которых находились виднейшие специалисты из многих стран мира, собрались в здании советского посольства, которое устроило прием в честь ученых. Неожиданно профессор JI. Беркнер (США) был вызван к телефону. Вернувшись в зал, он сообщил присутствующим только что услышанную им новость:
— В Советском Союзе успешно запущен первый в истории искусственный спутник Земли!
Эта новость произвела ошеломляющее впечатление. Зарубежные ученые бросились поздравлять своих советских коллег. Затем зал наполовину опустел: американцы кинулись к телефонам, чтобы побыстрее сообщить своим обсерваториям о необходимости срочно подготовиться к наблюдениям за советским спутником Земли. Особенную горячность проявили корреспонденты, которые здесь же начали диктовать в редакции своих газет сенсационную информацию...
Рождение спутника было в центре внимания заключительного заседания конференции. Ее участники выражали восхищение выдающимся достижением советской науки и техники.
Газеты, радио и телевидение наперебой передавали новые сведения о советском спутнике. Такие центральные газеты, как «Нью-Йорк тайме» или «Вашингтон пост», посвящали спутнику ежедневно по нескольку страниц. По широковещательной сети регулярно передавался «голос» советского спутника нашей планеты.
Запуск искусственного спутника Земли является выполнением наиболее трудного пункта программы Международного геофизического года. Не случайно, что только две страны — СССР и США — приняли на себя обязательство по этому пункту.
Советские ученые в сотрудничестве с учеными всего мира трудятся над выполнением всех разделов программы Международного геофизического года.
Человеческое общество находится в определенных природных условиях, которые влияют на его деятельность. Таковы климат, погода, геологическое строение земной коры, ландшафт местности, морские течения. Совокупность благоприятных для человека условий мы называем природными богатствами, естественными ресурсами, вредные и опасные явления относим к категории стихийных бедствий. Основная цель геофизических исследований состоит в том, чтобы наилучшим образом использовать природные ресурсы и изыскать способы защиты от стихийных бедствий.
Еще менее полувека назад для техники было «безразлично» состояние высоких слоев атмосферы. Сейчас точные данные о физическом состоянии высоких слоев атмосферы — о плотности воздуха, концентрации и величине метеоров, об интенсивности и энергии космических лучей, о силе ультрафиолетового излучения Солнца — необходимы для расчета линий радиосвязи, полета ракеты или спутника, взлета или посадки межпланетного корабля.
С другой стороны, непрерывно возрастающие энергетические ресурсы, которыми располагает человечество, позволяют все более вмешиваться в природные явления. Сейчас мы коренным образом меняем режим крупных рек, осушаем или орошаем большие территории, а в будущем сможем направленно изменять погоду и даже климат. Понятно, что всякое целесообразное вмешательство в естественный ход природных явлений требует точного представления обо всех их особенностях.