Техника - молодёжи 1983-11, страница 32

В наши дни жипажи орбитальных космических станций способствуют решению многих важных народнохозяйственных задач. В частности, по результатам их наблюдений и по данным, полученным с искусственных спутников, составляются прогнозы погоды, ведется разведка полезных ископаемых, контролируется состояние посевов сельскохозяйственных культур. Радиотрансляционные системы, установленные на спутниках, позволяют осуществлять Передачи радио- и телевизионных программ в глобальном масштабе. Большую роль играет космонав-

КОСМИЧЕСКИЕ МАЯКИ В ДЕЙСТВИИ

•У

МИХАИЛ ГАВРЮК, профессор,

начальник кафедры судовождения Дальневосточного высшего инженерного морского учнлища,

г. Владивосток

4 октября 1957 года с одного из советских космодромов был запущен первый в истории искусственный спутник -Земли (ИСЗ). Используя его знаменитый сигнал «бип-бип», американские ученые лаборатории прикладной физики имени Дж. Гопкинса провели ряд экспериментальных работ по определению скорости спутника и параметров его орбиты. При этом они использовали методы, разработанные сотрудниками Института радиоэлектроники АН СССР. Дальнейшие работы и исследования космического пространства привела к созданию навигационных искусственных спутников (НИСЗ).

В начале 1966 года, выступая на ХХШ съезде КПСС, президент АН СССР М. В. Келдыш подчерк-пул, что в нашей стране уже успешно используются ИСЗ в интересах навигации и метеорологии. Запуск ИСЗ «Коемос-1000» в марте 1978 года положил начало новому этапу развития отечественной навигационной системы, предназначенной для морского и промыслового флотов. Спустя пять лет боль-

тика и в обеспечении работы транспорта, в частности морского. Созданы и успешно функционирую! спутники, оснащенные автоматической аппаратурой, фиксирующей аварийные сигналы, подаваемые судами, терпящими бедствие. Судоводители регулярно получают штормовые предупреждения, составленные на основе информации, при* нятой со спутников.

8 последние годы в Советском Союзе и в ряде других стран разработаны системы навигации с помощью искусственных спутников. С них автоматически передаются

шинство крупных советских судов уже имели приемоиндикаторы> спутниковых навигационных систем.

Однако прежде чем подробнее рассказать о них, позволю напомнить читателям, что главной задачей морских штурманов было и остается определение широты 1(<р) и долготы (Я) своего судна. Зная их, нетрудно установить точное место судна в Мировом океане и проложить его курс в порт назначения.

В былые времена штурманы рассчитывали координаты по ооложе-! нию небесных светил и, если судно шло в 10—15 милях от берега, по маякам и другим приметным ориентирам. С середины XX века мореплаватели получили возможность пользоваться радиолокатором, на экране которого видны четкие очертания береговой линии. Но как поступить, если судно находится в открытом океане? Тогда на помощь традиционным методам мореходной астрономии приходят радионавигационные системы. Как они действуют?

Предположим, что судно идет вдоль берега, на котором находятся радионавигационные станции А, В и С (см. рис. 1 на центральном развороте журнала). Судовые системы способны определить дистанцию до суши по разности моментов приема сигналов At от станции А (ti+tj) и станции В (t₂). При этом сигнал от станции А придет на судно после того, как радиоимпульс, посланный станцией В, пройдя расстояние АВ (t₈), запустит передатчик станции А, сигналу которой потребуется время (t|), чтобы достигнуть судна. В районе действия береговых станций скорость распространения радиоволн можно считать постоянной, тогда разница во времени поступления сигналов (At) будет пропорциональна разности расстояний (AD).

Кривой, удовлетворяющей требованию AD—const, является гипербола, и для всех судов, «располо-

сведения, позволяющие штурманам исключительно точно опеределять координаты своих судов в любой точке Мирового океана. О том, как работают такие системы, рассказывает профессор М. Гаврюк ■ статье, написанной по просьбе редакции «ТМ».

Развивая ту же тему, ленинградский инженер А. Ляликов попробовал представить, как может выглядеть глобальная система навигации. Ее внедрение позволит заметно повысить безопасность судоходства и сделать управление работой флотов более гибким и эффективным.

женных» на ней, будет постоянной и разность расстояний (ADj). Такую кривую называют гиперболической изолинией, ее отрезок в районе нахождения судна — гиперболической линией положения. Пересечение двух гипербол (ADi и AD₂) позволяет точно определить координаты судна.

А теперь представьте, что станция А находится на искусственном спутнике. Орбиты ИСЗ принято подразделять на низкие (менее 5 тыс. км) и высокие; экваториальные и полярные; наклонные — когда угол i, характеризующий наклон орбиты, больше 0° и меньше 90° (см. рис. 2). Все орбиты, как правило, эллиптические, с большой (а) и малой (в) полуосями. Положение спутника определяется угловой величиной восходящего узла орбиты й, то есть точкой пересечения экватора плоскостью орбиты, угловым расстоянием между перигеем и восходящим узлом (<о), временем прохождения ИСЗ через перигей (т) и рядом других параметров. Зная эти данные, можно рассчитать положение спутника на орбите.

Навигационные ИСЗ летают по низким орбитам (около 1 тыс. км) и обращаются вокруг Земли примерно за 105 мин. Эти космические маяки оборудованы бортовой навигационной аппаратурой, системой единого времени, устройствами стабилизации спутника, что необходимо для • обеспечения нужной направленности радионавигационного сигнала, посылаемого к Земле.

Такие НИСЗ, огибая Землю на полярных или близких к ним орбитах, за один оборот «охватывают» значительную зону (см. рис. 3). Однако из-за вращения планеты зона радиовидимости НИСЗ смещается на запад, в результате от витка к витку происходит перекрытие зон. Поэтому в высоких широтах место судна можно определять чаще, чем на экваторе. Впрочем, для сокращения интервалов между получениями информации с НИСЗ

ТЕХНИКА ПЯТИЛЕТКИ