Наши космические пути

Выяснилось, что космических лучей много во всей нашей Галактике, так же, как и в других звездных системах-галактиках, удаленных на сотни миллионов, подчас на миллиарды световых лет. Некоторые из них называются радиогалактиками, так как они излучают необычайно интенсивно. Пожалуй, наиболее интересна радиогалактика в созвездии Лебедь. Свет от нее идет к нам на Землю «всего» лишь 650 миллионов лет. Несмотря на такое гигантское расстояние, радиоизлучение этой галактики в метровом диапазоне по мощности сравнимо с солнечным! В видимых же лучах эту радиогалактику лишь с большим трудом удалось сфотографировать в самый сильный телескоп. Радиогалактика в Лебеде, привлекающая к себе внимание астрономов всего мира, по-видимому, представляет собой «взорвавшуюся» звездную систему. Представления о спокойной, мирной, сравнительно медленной эволюции галактики должны быть пересмотрены. «Взрыв», бурная эволюция галактики в созвездии Лебедь убеждают нас в этом.

При таком «взрыве», причина и природа которого еще не выяснены, образуется огромное количество космических лучей, которые и посылают к нам мощное радиоизлучение. Если не говорить об эволюции всей известной нам области Вселенной, то взрыв галактик является самым гигантским явлением, наблюдаемым в природе. Взрывы гораздо меньшего масштаба, но чудовищные по нашим земным мерилам, происходят со звездами.

Интересны взрывы сверхновых звезд, происходящие в нашей Галактике примерно раз в 50 лет. Сверхновые во много тысяч раз ярче так называемых новых звезд и в течение месяца-двух горят так ярко, что излучают в миллиарды раз больше света, чем наше Солнце. Оставшиеся после взрыва сверхновых звезд газовые оболочки видны на небе как небольшая туманность. Оболочки эти — источники сильнейшего радиоизлучения, создаваемого, несомненно, космическими лучами. Каковы процессы в оболочках сверхновых, приводящие к образованию космических лучей, как протекают эти процессы, чем объясняются?.. Вопросы эти увлекательны и мало изучены. Несомненно, однако, и это важно для нашей темы, что космические лучи при взрывах сверхновых звезд образуются в огромных количествах.

Через десятки тысяч лет после взрыва оболочка «расплывается» и космические лучи рассеиваются в межзвездной среде. Можно легко подсчитать среднее количество

Космических лучей, «вспрыскиваемых» в межзвездное пространство нашей Галактики. Вместе с тем в результате ядерных соударений частицы, входящие в состав космических лучей, постоянно теряют свою энергию. В результате устанавливается некоторое равновесие, так что количество космических лучей в нашей Галактике достаточно постоянно.

Сейчас уже настало время, когда мы можем изучать космические лучи на орбите Венеры. Более того, вероятно, недалек тот день, когда на космических ракетах мы будем изучать космическое излучение в районе орбит Марса, а может быть, и Юпитера.

Что же касается звезд... Даже ближайшая звезда находится от нас на расстоянии четырех световых лет. Это — 40 тысяч миллиардов километров. До Солнца же — «только» 150 миллионов километров. Космическая ракета, летящая со скоростью 10 километров в секунду, долетит до Солнца за полгода, а до ближайшей звезды — за 100 тысяч лет. Увеличение скорости ракеты в сто раз сократит это время до тысячи лет, но одновременно потребует увеличения веса топлива для разгона ракеты в 10 тысяч раз. Итак, даже для достижения ближайших звезд за тысячу лет ракетная техника должна совершить гигантский скачок — повысить энерговыделение в двигателях в 10 тысяч раз. Ясно поэтому, что в настоящее время не приходится в сколько-нибудь реалистическом плане думать о полетах даже к ближайшим звездам.

Но пусть те, кто мечтает завтра же полететь в глубь космоса, не огорчаются. Прежде чем проложить путь к звездам, человечеству предстоит разрешить массу интереснейших, увлекательных и нелегких научных проблем — в том числе проблему детального изучения и «освоения» солнечной системы.

♦ ОРИЕНТАЦИЯ В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В. ПЕТРОВ, кандидат технических наук

Много научных задач впервые решалось с помощью советских искусственных спутников Земли. Среди них важное место занимает исследование условий полета в космосе, в частности, ориентации спутника в пространстве. И это понятно. Ведь спутник, как только он отделится от ракеты-носителя, сразу же превращается в свободно летящее тело, которое в полете может как угодно вращаться относительно своего центра инерции.

Чтобы этого не произошло, оси искусственного спутника Земли (ИСЗ) следует ориентировать в каком-то определенном направлении. Но решение подобной задачи оказывается чрезвычайно сложным. Тем не менее советские ученые решили успешно и эту проблему. На третьей советской космической ракете впервые была осуществлена система ориентации, позволившая ориентировать ракету и ее фотоаппаратуру во время фотографирования невидимой стороны Луны. Еще более совершенная система ориентации была применена на втором, четвертом и пятом космических кораблях, впервые в истории человечества успешно вернувшихся в намеченное географическое место на территории нашей Родины.

Феноменальный запуск советской автоматической станции к Венере, произведенный 12 февраля 1961 года с борта тяжелого искусственного спутника Земли, и успешное возвращение на Землю советских космических кораблей свидетельствуют о том, что советские ракетостроители блестяще решили труднейшие проблемы создания самых совершенных в мире систем ориентации космических летательных аппаратов.

Но прежде чем рассказать о том, как можно ориентировать спутник или ракету в свободном полете и для чего вообще нужна ориентация, мы кратко познакомим читателя с проблемой полета свободного тела.

Свободное тело в полете

Свободным телом можно назвать такой предмет, который, образно выражаясь, может как угодно кувыркаться и перемещаться в пространстве. Если же подойти к определению более точно, то это предмет любой формы, который под влиянием начальных или внешних возмущений может свободно перемещаться в пространстве и вращаться вокруг своих осей.

Как же предотвратить эти вращения, как ориентировать свободное тело в пространстве? Для этого надо прежде всего выбрать соответствующие неподвижные ориентиры. Опираясь на них можно отсчитывать, или, как говорят, определять, величину углового отклонения оси свободного тела относительно выбранного опорного тела. Подобными ориентирами могут быть, например, небесные светила: Солнце, Луна, яркие звезды, а также Земля, земное магнитное поле и т. п.

Угловая ориентация свободного тела в пространстве бывает полной и частичной. В первом случае предотвращается вращение свободного тела относительно всех трех его осей. Ориентация же его главной оси относительно какого-либо опорного тела в мировом пространстве называется частичной. Под главной осью свободного тела подразумевается прямая, проходящая через его центр инерции и направленная на опорное тело.

Так, например, главйой осью первой автоматической межпланетной станции являлась ось, проходящая через ее центр инерции и чувствительную фотоследящую головку, располагавшуюся в центре верхнего днища автоматической космической станции. Оптическая ось объективов фотоаппаратов, установленных на космической станции, была параллельна главной оси станции.

Читателю нетрудно представить себе свободно летящее тело. Им может быть снаряд после выхода его из канала ствола орудия; самолет или ракета, летящие с выключенным двигатёлем; искусственный спутник Земли после выхода его на орбиту или высотный контейнер (после отделения его от ракеты-носителя), запускаемый в верхние слои атмосферы для геофизических наблюдений.

Как же происходит полет свободного тела? Если у тела нет начальной скорости и на него действует переменная сила сопротивления воздуха (или воды), то оно совершает свободное падение, направленное к центру Земли. Иначе говоря, такое падение обусловлено земным притяжением.

Если же свободное тело падает с небольшой по сравнению с радиусом Земли высоты, то движение его под действием постоянной силы тяжести и переменной силы сопротивления воздуха будет происходить по вертикальной прямой, соединяющей начальное положение тела с центром Земли.