Техника - молодёжи 1962-06, страница 5

Et * • ^

I ME

Космические расстояния в тысячи раз длиннее земных. Если не принимать специальных мер, то для связи с космическим кораблем потребуется передатчик в миллионы раз мощнее земного. К счастью, помимо постройки сверхмощных передатчиков, есть и другие пути увеличения дальности связи. Это увеличение площади наземных антенн, чувствительности приемников (рис. 1 и 2 иа вкладке), а также применение на космическом корабле остронаправленной ан-тейны. не расходующей зря энергию по всем направлениям, а концентрирующей ее в узкий луч, направленный на Землю.

Этот способ пригоден для таких расстояний, с которых Земля представляется самым ярким (после Солнца) объектом, то есть для расстояний порядка 10 млн. км. Дальше Земля уже будет мало отличаться по яркости от Венеры, Марса, Юпитера, звезд, и система может «запутаться».

ЗЕМЛЯ — РАДИОМАЯК

Радиоизлучение Земли — и собственное и отраженное солнечное — сравнительно слабо. Кроме того, по своему характеру оно почти ие отличается от радиоизлучения космического фона (звезд, туманностей), иа котором находится Земля. Иными словами, радиоконтраст Земли мал. Поэтому естественное радиоизлучение Земли малопригодно для ориентировки космического корабля.

Но Земля отличается от других планет тем, что на ней есть радисты. Иными словами, в отличие от других небесных тел Земля может излучать искусственный радиосигнал с той целью, чтобы по нему наводились аи-

НАПРАВЛЕНИЕ: КОСМОС — ЗЕМЛЯ

Мы рассмотрим здесь только последний из перечисленных способов.

Создать остронаправленную антенну просто. И направить ее на Землю экипажу корабля не так уж трудно. Но ведь и сейчас и в будущем многие межпланетные корабли будут автоматическими, без экипажа. Сумеют ли автоматы опознать Землю, которая с орбиты Сатурна, например, выглядит слабой звездочкой, И ее легко спутать с другими светилами? Оказывается, у Земли есть много отличительных признаков, за которые может «зацепиться» автомат, наводящий антенну.

ЗЕМЛЯ — СВЕТОВОЙ МАЯК

Если на Землю посмотреть с расстояния порядка миллиона километров, то она представится ослепительно сверкающим шаром или серпом. Отражаемый Землей солнечный свет можно использовать для ориентации как свет маяка.

Представьте себе, что на оси антенны укреплены два тубуса с фотоэлементами так, что если антенна точно направлена на Землю, то освещенность обоих фотоэлементов одинакова (рис. 3). Стоит антенне чуть-чуть отклониться от Земли, как фото-ток в одном из фотоэлементов увеличится, а в другом уменьшится. и на выходе схемы вычитания появится разностный ток, который после усиления приведет в действие мотор. Он-то и вернет всю систему к первоначальному равновесию. Во второй плоскости антенна наводится другой парой фотоэлементов. Заметим кстати, что подобным методом земные телескопы обычно автоматически сопровождают звезду.

тенны космических кораблей. Мощность такого сигнала может быть намного меньше, чем полная мощность радиоизлучения Земли так как излучение Земли «размазано» по всему радиодиапазону, а искусственный сигнал можно сосредоточить на одной какой-либо волне так, что он превзойдет имеющееся на этой волне собственное излучение Земли. Кроме того, искусственный радиосигнал Земли можно сконцентрировать в узкий луч. направленный на корабль, в то время как собственное излучение Земли рассеивается по всем направлениям.

Ориентировать антенну из космоса по радиосигналу можно тем же методом, что и по световому сигналу. Только, конечно, четыре фотоэлемента надо заменить четырьмя антеннами и приемниками, настроенными на волну радиомаяка. Этим методом можно наводить антенну на Землю практически с любого расстояния — ведь на Земле сравнительно просто обеспечить и большую мощность передатчика и более точную направленность антенны.

Человек может, конечно, создать на Земле и другие искусственные сигналы: световые, инфракрасные, рентгеновские. Первые обнадеживающие результаты применения световых квантовомеханическнх генераторов говорят о том, что у радиомаяка есть серьезные конкуренты.

Световые и радиомаяки давно и широко применяются в земных целях. Поэтому нет ничего удивительного, что они нашли применение и в космосе. Но ведь космос — новая, необычная для человека среда. Нельзя ли для наведения антенн из космоса на Землю использовать какие-либо методы, вытекающие из своеобразия космоса?

ГАНТЕЛЬ В КОСМОСЕ

Представим себе, что на экваториальную орбиту вокруг Земли выведен спутник, по своей форме напоминающий спортивную гантель. Пусть каким-то способом эту гантель удалось ориентировать так, что стержень, соединяющий обе ее шарообразные части, направлен к центру Земли. Гантель будет поворачиваться так. чтобы стержень ее был всегда направлен к центру Земли. В самом деле, центр тяжести спутника должен двигаться по такой орбите, на которой сила тяготения Земли в точности уравновешивается центробежной силой. На ближнюю к Земле часть гантели будет действовать большая сила тяжести и меньшая центробежная, на дальнюю—меньшая сила тяжести и большая центробежная. Значит, на концах гантели сила тяжести и центробежная компенсируют друг друга не полностью. Неском-пенсированные остатки снл будут растягивать гантель

Между прочим, именно по этой причине Луна повернута к Земле всегда одной стороной: она не совсем шарообразна и этим чуть-чуть напоминает гантель. Этого «чуть-чуть» вполне достаточно, чтобы Земля заставила