Кое-что о спутниках
Вокруг Земли вращается более 6000 беспилотных летательных аппаратов. Каждый день, не замечая этого, мы пользуемся их возможностями: телевидение, навигация, прогноз погоды и множество других удобств. Одним из ключевых событий XX века стал запуск «Спутника-1» — именно он положил начало развитию спутников. Иван Семёнов, научный редактор телеканала «Наука», приведёт об этом и других космических аппаратах несколько фактов, прозвучавших в телевизионном проекте «Большой скачок. Спутники».
• 4 октября 1957 года Международный конгресс по астронавтике официально объявил о начале космической эры человечества. В этот день Советский Союз запустил первый в мире искусственный спутник Земли — «Спутник-1» («Простейший спутник-1», ПС-1). На тот момент аппарат был настоящим чудом техники, и именно с него началось развитие спутниковой индустрии.
«Конечно, в тот момент никто не мог даже вообразить, что через какие-то 60 лет практически у каждого человека в телефоне или в автомобиле будет приёмник сигнала от нескольких спутников, который по временнóму параллаксу с учётом поправок общей теории относительности сможет указывать нашу позицию на земном шаре с точностью до нескольких метров.
Я имею в виду, конечно, системы спутникового позиционирования и навигации. Думаю, если бы Сергею Королеву рассказали о чём-нибудь подобном, он счёл бы такое сообщение совершенно безответственной фантастикой».
Сам аппарат представлял собой сферу диаметром 58 сантиметров и массой 83,6 килограмма. Внутри герметичного корпуса размещались серебряно-цинковые аккумуляторы, передатчик, вентилятор, включающийся от термореле при температуре выше 30°С, само термореле. На внешней поверхности располагались антенны радиопередатчика в виде четырёх стержней, через равные промежутки времени они посылали низкочастотные радиосигналы. Находясь на орбите всего три месяца, первый спутник вращался вокруг Земли по эллиптической орбите, совершая один оборот за 96,2 минуты, и передавал сигналы до тех пор, пока его аккумуляторы не разрядились.
• Один пиксель на снимке современного спутника — это, примерно, 30 кв. см земной поверхности. Поэтому те, кто боится, что за ними шпионят из космоса, могут вздохнуть с облегчением: людей на спутниковых снимках не различить. А вот, например, автомобили и дорожную инфраструктуру рассмотреть легко — эта информация обрабатывается и используется при строительстве новых шоссе и развязок.
• На низких орбитах часто располагаются спутники дистанционного зондирования земли. Как правило, это оптические аппараты, которые фотографируют отдельные части планеты, и их количество растёт с каждым годом, ведь такие спутники позволяют не только составлять точные карты местности, но и решают важные экономические задачи.
• Значительная часть России — это Крайний Север, территория полярной ночи. Поэтому зимой спутники, делающие снимки местности, здесь абсолютно бесполезны. А ведь именно в таких суровых условиях приходится работать многим крупным нефтегазовым компаниям — осуществлять судоходства по Северному морскому пути. В этом случае на помощь приходит другой тип спутников — радиолокационные.
«Запуск аппарата на арктическую орбиту — задача крайне нетривиальная. Наверное, создатели первого спутника не сочли бы её совсем уж фантастикой, но призадумались бы над небесной математикой и сказали бы, что строить ракеты, которые тратят столько топлива, нецелесообразно. Дело в том, что когда спутник запускается на экваториальную орбиту, достичь 1-й космической скорости ему помогает само вращение Земли-матушки. Полярные же аппараты летают по орбитам почти перпендикулярным экватору, поэтому должны изрядно потратиться на то, чтоб погасить инерцию земного вращения и выйти на стабильную орбиту».
• В ближайшие годы многие люди получат личные спутники на орбите, а околоземное пространство получит гору космического мусора. Стоит упомянуть, сколько мусора на этих околоземных орбитах в настоящее время, сколько осколков или отработавших аппаратов. По оценкам, предполагающим, что осколок — это то, что больше 10 см, — количество мусора составляет около 20 000 единиц.
• По международным нормам, списанный аппарат в обязательном порядке должен сойти с начальной орбиты, слить в космическое пространство всё топливо, стравить газы и выключить электрическое питание. Но бывают аварийные ситуации: спутники неожиданно выходят из строя и перестают отвечать на команды из центра управления. Такие объекты остаются на орбите, и если такой космический мусор грозит пересечь траекторию работающего спутника, выполняется манёвр отклонения.
«Вся эта история с замусоренными орбитами тем более обидна, что каждый такой манёвр отклонения — даже на несколько десятков метров — очень дорого стоит. Как топлива, так и расчётов. Это не столб на машине объехать! Например, МКС начинает баллистическую подготовку к такому манёвру за несколько суток до предполагаемого столкновения с мусором…»
• Стоит отметить, что космический мусор не просто мирно дрейфует вокруг планеты — он летает с огромной скоростью в десятки тысяч километров в час. Капля краски диаметром 3 мм может пробить бронированное 5-сантиметровове стекло космического корабля. А удар 10-сантиметрового куска алюминия может сравниться со взрывом 7 килограммов тротила.
• Если мы такими темпами продолжим засорять орбиты Земли, то через несколько десятилетий мы просто не сможем безопасно летать в космос.
Передачу «Большой скачок. Спутники» можно посмотреть по ссылке: https://youtu.be/6aItJF0Ao_U.