(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Первые шаги по Луне

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 29-10-2013

Метки: , , , ,

Этого события ждали несколько лет. В него верили и не верили. Столь фантастичной выглядела задача, поставленная перед учёными, конструкторами и астронавтами – «совершить посадку на Луну и вернуться на Землю». И всё-таки 16 июля 1969 года в 13 часов 32 минуты по Гринвичу с мыса Канаверал во Флориде стартовал космический корабль «Аполлон 11». На борту был экипаж из трёх человек – Нила Армстронга, командира корабля, Майкла Коллинза, пилота командного модуля, и Эдвина Олдрина, пилота лунного модуля. 20 июля в 20 часов 17 секунд 42 секунды по Гринвичу лунный модуль, на борту которого находились Армстронг и Олдрин, прилунился в области Моря Спокойствия. 21 июля в 2 часа 56 минут 20 секунд человек впервые ступил на поверхность другой планеты. Этим человеком был Нейл Армстронг.

Весть о первых шагах человека по Луне облетела весь мир. Новость эта была настолько удивительной, что в лунный полёт некоторые скептики не верят до сих пор. У нас не было даже электронных часов, не говоря о персональных компьютерах или оптических методах записи цифровой информации. Уровень технологий вроде бы не позволял совершить столь сложное и опасное путешествие. Но именно – «вроде бы». Посадка на Луну исторический факт. И не просто посадка, а шесть лунных экспедиций, в ходе которых на Землю доставлено 380 кг лунного грунта.

Сразу возникает вопрос – почему именно американцы? Почему не мы? Ответ на этот вопрос достаточно сложен. Причина и в том, что на свете уже не было Сергея Павловича Королёва, человека необыкновенной энергии и «пробивной силы». Проживи он ещё года три, неизвестно кто бы шагнул на Луну первым. Но не стоит сбрасывать со счетов и огромный экономический потенциал Соединённых Штатов. На лунную программу США было выделено 25 миллиардов долларов – невообразимая по тем временам сумма. А в СССР на лунные исследования было выделено всего 4 миллиарда. Но и эти деньги легли тяжёлым бременем на экономику нашей страны. Практического значения высадка человека на Луну не представляла – исследования попросту бы не окупились. Но не будем забывать значение научное и политическое. Посадка на Луну дала мощный толчок самым смелым проектам. Именно в то далёкое время возникла идея пилотируемого полёта на Марс и запуск автоматических зондов к Марсу, Венере и более отдалённым планетам Солнечной системы.

Лунная программа США началась с запусков космических кораблей серии «Аполлон» с целью отработки выхода на окололунную орбиту и приёмов дальних полётов, сближения с нашим естественным спутником, изучения лунной поверхности. В этой серии были и ужасные катастрофы (гибель «Аполлона 1»), и драматические моменты (авария «Аполлона 13»). Датой отсчета можно считать почти 11-суточный полет корабля «Аполлон 7» (по-английски «Apollo 7»), стартовавшего 11 октября 1968 года с экипажем в составе Уолтера Ширра, Донна Эйсела и Уолтера Каннингэма. Это был первый трёхместный американский корабль. А сам полёт примечателен тем, что во время него велась прямая телепередача из космоса.

Следующий шаг – полёт «Аполлона 8» 21 декабря 1968 года (длительность 6 суток 3 часа). На борту корабля были Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс. Корабль впервые был выведен на окололунную орбиту, и на Землю была передана телевизионная картинка видов лунной поверхности. Кроме того, в ходе полёта была испытана ракета-носитель «Сатурн 5», которая затем применялась для вывода на орбиту лунных кораблей серии «Аполлон».

3 марта 1969 года состоялся 10-суточный полёт «Аполлона 9» под управлением Джеймса Макдивитта, Дэвида Скотта и Рассела Швейкарта. В ходе полёта прошли испытания на околоземной орбите лунного модуля, а Рассел Швейкарт в течение 56 минут испытывал лунный скафандр, выйдя в открытый космос.

Последний «предлунный полёт» состоялся 18 мая 1969 года. Это был 8 суточный полёт «Аполлона 10». На борту корабля находились Томас Стаффорд, Джон Янг и Юджин Сернан. В этом полёте лунный модуль испытывался уже на окололунной орбите. И корабль совершил снижение к поверхности Луны на расстояние в 15 километров.

До высадки на Луну оставался один шаг. Им и стал полёт «Аполлона 11», в ходе которого американские астронавты провели на Луне 21 час 36 минут… Но это был далеко не единственный полет на Луну! Шесть последующих экспедиций не всегда были удачными, но тем значимей подвиг американских астронавтов.

«Аполлон 12» вылетел к Луне 14 ноября 1969 года. На борту были Чарльз Конрад, Ричард Гордон и Алан Бин. На Луну высадились Конрад и Бин, которые пробыли на планете 31 час 31 минуту, из которых в течение 465 минут (два выхода) находились вне корабля.

Настоящей драмой обернулся полёт следующей лунной экспедиции – «Аполлона 13». 11 апреля 1970 года Джеймс Ловелл, Джон Суиджерт и Фред Хейс направились к Луне, но уже приблизившись к естественному спутнику Земли, пережили взрыв кислородного баллона на борту корабля. Высадка была отменена, но встал вопрос – как спасти экипаж. На повреждённом корабле астронавты вернулись на орбиту Земли и благополучно приземлились. Это был первый в истории случай спасения экипажа после серьёзной аварии в космосе.

Алан Шепард, Стюарт Руса и Эдгар Митчелл

31 января 1971 года после длительной паузы, потребовавшейся НАСА для изучения и устранения причин аварии, случившейся в ходе предыдущей экспедиции, в космос отправился «Аполлон 14». На борту находились Алан Шепард, Стюарт Руса и Эдгар Митчелл. 33 часа и 31 минуту Шепард и Митчелл находились на Луне, в том числе в течение 563 минут вне корабля – во время двух выходов на поверхность планеты.

Весьма любопытен стал полёт «Аполлона 15» с Дэвидом Скоттом, Элфридом Уорденом и Джеймсом Ирвином на борту. На луну высадились Скотт и Ирвин (один член экипажа всегда оставался на орбитальной части корабля, осуществляя координацию действий и подстраховывая двоих членов команды, спускавшихся на поверхность планеты), пробыли на Луне 66 часов 55 минут, вышли из лунного модуля три раза – в общей сложности время их пребывания вне модуля составило 18 часов 35 минут. Но самое удивительное было в том, что во время полёта астронавт Уорден совершил выход в открытый космос в течение 38 минут, находясь вне околоземной орбиты, то есть в дальнем космосе. А Скотт и Ирвин испытали «луномобиль» — электромобиль, сконструированный специально для поездок астронавтов по Луне.

16 апреля 1972 года корабль «Аполлон 16» доставил на Луну пятую экспедицию в составе Джона Янга, Томаса Маттингли и Чарльза Дьюка. Полёт длился чуть более 11 суток. Янг и Дьюк высадились на Луну, трижды выходили на поверхность планеты, проведя вне лунного модуля 20 часов 14 минут. Общее время, проведённое астронавтами на планете – 71 час 2 минуты.

Последняя в истории пилотируемая экспедиция на Луну, шестая по счёту, стартовала 7 декабря 1972 года на корабле «Аполлон 17». Корабль пилотировали Юджин Сернан, Рональд Эванс и Харрисон Шмит. На Луну высадились Сернан и Шмит, пробыв на планете 74 часа 59 минут, в том числе 22 часа 4 минуты вне лунного модуля в результате трёх выходов на лунную поверхность.

На этом американская лунная программа завершилась.

Высадка людей на Луну имела огромное научное значение. Луна, хоть и наш ближайший сосед, но всё же совершенно иной и до сих пор не до конца познанный мир. Примечателен такой факт – когда первая экспедиция вернулась на Землю, членов экипажа поместили на 21-дневный карантин, чтобы… не перенести на Землю лунные микроорганизмы! Впрочем, очень скоро учёные убедились, что жизни на Луне нет. И карантин был прерван до установленного срока.

Лунный грунт, доставленный астронавтами на Землю, стал отличным материалом для понимания происхождения Луны. (Между прочим, этот грунт доступен всем исследователям, которые предоставят НАСА веские обоснования своих изысканий). В частности, выяснилось, что лунные породы старше земных. Следовательно, Луна имеет внеземное происхождение. Это не часть нашей планеты, оторвавшаяся от неё в результате гигантской катастрофы на ранних стадиях формирования нашей планеты. Кроме того, на Луне были установлены отражатели для лазерных лучей, которые используются до сих пор для изучения ближайшей от нас планеты (луч лазера направляется с Земли на Луну, затем отражается – лазерный луч имеет очень небольшое рассеяние, всего 7 километров на поверхности Луны – и улавливается наземными станциями). В ходе этих измерений выяснилось, что Луна отдаляется от нас на 2,5 см в год.

Полетит ли когда-либо человек на Луну? Да, разумеется. Американцы уже заявили, что намерены создать на Луне постоянную промежуточную станцию (обитаемую) для запусков экспедиций к Марсу. Кроме того, Луна может стать и источником редких минералов (селена), применяемых в современной промышленности и энергетике. Пока практическая сторона использования лунных баз остаётся под вопросом. Но время расставит всё по своим местам. Совсем недавно нам казалось, что исследования Марса и Сатурна тоже не имеют практического значения. Но сегодня мы (любой пользователь персонального компьютера, пользующийся подключением к Интернету) можем послушать «голос» спутника Сатурна – малой планеты Титан. Разве это не стоит усилий лучших учёных мира?

Голос чудовищно далёкого от нас мира, в котором никто из нас не сможет никогда побывать… Сказка, ставшая былью.

Спутниковая связь и космическая метеорология

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 28-10-2013

Метки: , , , , ,

История знает множество случаев, когда талантливые писатели-фантасты предсказывали научные открытия и изобретения. Но чтобы писатель стал автором идеи, захватившей впоследствии умы учёных? Такого вроде бы не было… Или было? Один такой случай (на самом деле гораздо больше) известен достаточно широко. В 1954 году английский писатель-фантаст Артур Чарльз Кларк (годы жизни 1917-2008) написал письмо доктору Гарри Векслеру, руководителю отдела научных исследований американского метеорологического бюро, и предложил использовать искусственные спутники Земли для долговременного прогноза погоды. Это предложение способствовало появлению нового направления в метеорологии — космической метеорологии. А доктор Векслер стал горячим сторонником использования ракет и спутников для ведения метеонаблюдений из космоса.

Почему именно 1954 год? В космосе ещё не было ни одного искусственного спутника, но американская и мировая научно-популярная периодика уже пестрела статьями о космосе. В воздухе в буквальном смысле веяло близким расцветом космической эры. Это вызывало энтузиазм не только у просвещённой публики, но и в среде вполне серьёзных учёных. Главный вопрос – как можно использовать будущие спутники с практической стороны? Исследование космического излучения и верхних слоёв атмосферы – да, это очень важно, однако быстрой практической выгоды не подразумевает. Между тем даже у самых мощных мировых держав, в число которых, безусловно, входили и Соединённые Штаты Америки, хватало других забот, кроме развития теоретической науки. А космические программы требовали колоссальных финансовых вложений.

Артур Кларк

В печати с популярными статьями выступали и вполне авторитетные учёные, вроде Вернера фон Брауна, отца американской астронавтики и конструктора первых немецких и американских ракет. Большой интерес вызывали фантастические произведения самого Кларка и художника Чарльза Броунстелла. Под их влиянием космические исследования (которые к тому времени ещё не начались) разделились на три больших направления. Первое – научное, особенно так называемая внеатмосферная астрономия. Второе – военное, подразумевающее использование спутников для разведывательной деятельности, наблюдения за военными объектами недружественных стран. Наконец, третье – гражданское, в которое входят спутники связи, метеорологии, навигации. Эти спутники могут выполнять и военные задачи, поскольку обычно финансируются государством (затраты на космические программы очень велики, не любая частная компания, тем более научная организация, способны их выдержать), но всё же основное предназначение гражданское.

В Советском Союзе работы по освоению космоса всегда оставались засекреченными и проводились в рамках, скорее, военных, чем научных программ (гражданских лиц в космических центрах было немного, в основном военные чины). А США ситуация складывалась иначе. В конце 1957 – начале 1958 годов в США состоялись слушания Конгресса для выяснения причин отставания Америки от СССР в области космических исследований. Поводом стал запуск первого искусственного спутника Земли, который произвёл в Америке эффект разорвавшейся бомбы. Никто просто не ожидал, что разрушенная войной страна способна так быстро восстановиться и опередить экономически более развитую сверхдержаву на таком трудоёмком направлении. Проанализировав ситуацию, президент Эйзенхауэр пришел к выводу, что военные и гражданские космические разработки плохо совмещаются, а поэтому программы невоенного характера следует выделить из компетенции вооружённых сил США. И, взяв за основу национальный консультативного комитет по аэронавтике, работающий в США с 1918 года, создать новую организацию — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Официально деятельность НАСА официально началась 1 октября 1958 года.

Следует признать, это было важное решение. После уже упомянутой речи 25 мая 1961 года следующего после Эйзенхауэра американского президента Кеннеди, во время которой он объявил о начале лунной программы, НАСА развернула бурную деятельность. Это был серьёзный соперник советским конструкторам и учёным Сергея Павловича Королёва. В 60-е годы НАСА приступило к проектированию и постройке космического корабля «Аполлон» и ракеты-носителя «Сатурн-5», которым и предстояло доставить астронавтов на Луну. В те же годы НАСА приступило к исследованиям Луны, а также планет Венеры и Марса с помощью автоматических межпланетных станций, к разработке искусственных спутников Земли для проведения исследований Солнца и звезд в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра. Начались запуски экспериментальных метеорологических и связных искусственных спутников.

«Аполлон 11»

На этом этапе преимущество в исследованиях ещё долго оставалось за СССР. Но после смерти Королёва темпы работ постепенно снизились. Поворотным моментом стал день 16 июля 1969 года, когда стартовал космический корабль «Аполлон 11», который доставил на Луну американскую команду астронавтов. Лунная гонка была выиграна американцами.

В начале 70-х годов для НАСА начались трудные времена. Лунная программа была завершена, а с ней урезано и финансирование. Амбициозным планам учёных, среди которых была и высадка человека на Марс, не суждено было осуществиться. Деятельность НАСА была урезана до разработки «космического челнока» — космического корабля многоразового использования «Шаттл», который совершил первый полёт в космос в 1981 году. Самое же крупное сокращение программ НАСА произошло в 1995 году, когда космический бюджет был доведён до уровня 1961 года.

Мы взяли ради примера историю НАСА, но советские космические программы прошли, практически, тот же путь. Как только политическое руководство страны утрачивало интерес к гражданским космическим исследованиям, научные программы сокращались, финансирование урезалось. И это не могло не сказаться на темпах освоения космоса.

Но всё же за первые десятилетия космической эпохи сделать удалось очень многое. В рамках научных программ исследования планет Солнечной системы были запущены автоматические станции к Луне, Венере, Марсу и другим планетам. Удалось создать работающую систему метеорологических наблюдений с использованием искусственных спутников Земли. Сегодня метеопрогнозы, которые мы ежедневно видим по телевидению и слушаем по радио, составляются мощными компьютерами на основании данных, полученных с орбитальных спутников. Эта мощная система позволяет с большой точностью делать краткосрочные и с приемлемой точностью долгосрочные прогнозы изменений погоды в любой точке планеты.

Ещё в 1965 году в СССР была создана постоянно действующая спутниковая система связи «Орбита». В эту систему вошли наземные приёмо-передающие станции и три искусственных спутника Земли – «Молния», «Радуга», «Горизонт – с установленными на них антеннами ретрансляторов. Эта система позволила обеспечить высококачественной связью в ультракоротковолновом диапазоне самые отдалённые районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Эта же система использовалась для трансляции программ московского телевидения.

«Орбита» работает по тому же принципу, что и все современные спутники связи. Радиосигнал, который в диапазоне ультракоротких волн распространяется только прямолинейно и в зоне прямой видимости передаётся с наземного передатчика на орбиту, отражается от пассивной антенны спутника (то есть ретранслятору не требуется энергия для усиления и передачи сигнала) и возвращается на Землю под углом – фокусируясь на антенне другой наземной станции, которая из-за шарообразности Земли находится вне зоны видимости первого передатчика. Ретранслирующие спутники находятся на гелиостационарных орбитах, то есть скорость их вращения совпадает со скоростью вращения Земли, поэтому для наземного наблюдателя они неподвижны. Система получается долговечная, надёжная и хорошо работающая.

Спутники связи работают в системах телевизионной и радиотрансляции (спутниковое ТВ), в системах спутниковой телефонии и в системе глобального позиционирования GPS. Эта система – Global Positioning System — очень интересная и вполне доступная любому человеку технология, позволяющая определить свои координаты, проложить маршрут движения, отметить его на карте, узнать скорость передвижения и многое другое.

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru