Международное сотрудничество СССР в космических исследованиях


В 1986 г. Советский Союз продолжил свое сотрудничество в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях с девятью социалистическими странами (НРБ, ВНР, СРВ, ГДР, Республика Куба, МНР, ПНР, СРР, ЧССР) в рамках многосторонней программы "Интеркосмос", на двусторонней основе с Австрией, Индией, Францией, ФРГ, Швецией и другими странами, а также с Европейским космическим агентством. По программе "Интеркосмос" совместные работы велись в области космической физики, включая космическое материаловедение, в области космической метеорологии, связи, космической биологии и медицины и дистанционного зондирования Земли в целях изучения ее природных ресурсов.

В июле 1986 г. космонавты Л. Д. Кизим и В. А. Соловьев провели с борта орбитальной станции "Мир" несколько серий фотосъемок отдельных районов территории Германской Демократической Республики в рамках эксперимента "Геоэкс-86", который проводился по программе международного комплексного проекта "Изучение динамики геосистем дистанционными методами". Задачей совместного эксперимента являлась отработка методов изучения состояния различных экологических систем с помощью аэрокосмических средств дистанционного зондирования Земли. В эксперименте принимали участие ученые и специалисты ВНР, ГДР, МНР, ПНР, СССР и ЧССР. Фотографирование земной поверхности с орбитальной с-танции "Мир" сопровождалось одновременной съемкой со спутника "Космос-1602", а также с самолетов-лабораторий.

Результаты эксперимента будут использованы для контроля за состоянием лесных массивов и сельскохозяйственных угодий, при планировании мероприятий по охране окружающей среды в странах -- членах СЭВ.

Успешно завершился второй этап международного проекта "Венера -- комета Галлея": советские автоматические межпланетные станции "Вега", запущенные в декабре 1984 г., исследовав атмосферу и поверхность планеты Венеры, в марте 1986 г. встретились с кометой Галлея. Получены уникальные сведения о комете.

В соответствии с договоренностью на высшем уровне, достигнутой во время официального визита во Францию Генерального секретаря ЦК КПСС М. С. Горбачева, в Президиуме Академии наук СССР 7 марта 1986 г. состоялось подписание протокола между советской и французской делегациями о подготовке к совместному пилотируемому полету. Вторую, более длительную по сравнению с первой (1982); советско-французскую космическую экспедицию планируется провести в 1988 г. на советском космическом корабле "Союз" и орбитальной станции "Мир". Протокол подписали вице-президент Академии наук СССР председатель Совета "Интеркосмос" академик В. А. Котельников, начальник Главкосмоса СССР А. И. Дунаев и президент Национального центра космических исследований Франции Жак Луи Лионе.

22 августа 1986 г. в Москве подписан протокол о подготовке и проведении в 1988 г. совместного пилотируемого советско-болгарского космического полета на орбитальном научном комплексе "Мир" -- "Союз". Протокол подписали с советской стороны начальник Главкосмоса СССР А. И. Дунаев, с болгарской -- вице-президент Болгарской академии наук, председатель Национального комитета по исследованию и использованию космического пространства БАН академик М. Даков.

В апреле 1987 г. отмечалось 20-летие программы "Интеркосмос". Эта программа была принята в апреле 1967 г. в Москве на совещании экспертов по вопросам сотрудничества в космосе девяти социалистических стран: НРБ, ВНР, ГДР, Республика Куба, МНР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР. Представители правительств этих стран 13 июля 1976 г. подписали Соглашение о сотрудничестве в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. Это Соглашение закрепило накопленный опыт совместных работ в космосе и способствовало его дальнейшему развитию. В мае 1979 г. к Соглашению присоединилась Социалистическая Республика Вьетнам, став десятой страной -- участницей программы "Интеркосмос".

Принятие программы "Интеркосмос" знаменовало собой качественно новый этап в развитии сотрудничества социалистических стран в космических исследованиях-- переход от наземных наблюдений, которые проводились по согласованным программам с 1957 г., к более тесным и действенным формам кооперации.

За 20 лет реализации программы было запущено 23 спутника "Интеркосмос", 11 высотных исследовательских ракет "Вертикаль" и большое число метеорологических ракет. На борту ряда космических аппаратов, запущенных СССР по национальной программе (спутниках "Космос", "Метеор", "Прогноз", автоматических межпланетных станциях "Венера", "Вега", космических кораблях "Союз", орбитальных станциях "Салют"), были установлены приборы, созданные специалистами социалистических стран в рамках программы "Интеркосмос".

Важным этапом в развитии программы "Интеркосмос" стали полеты девяти международных экипажей (март 1978 г.-- май 1981 г.), в состав которых вошли космонавты всех социалистических стран -- участниц сотрудничества.

Для проведения совместных исследований и экспериментов в космосе ученые социалистических стран специально создали около 250 научных приборов и устройств.

В ходе исследований по этой программе получены результаты, представляющие собой вклад в различные разделы науки о космосе и прикладные направления. космонавтики в интересах народного хозяйства. Об этих результатах систематически докладывалось на сессиях КОСПАР, конгрессах МАФ и других международных конференциях.

В течение ближайшего пятилетия в соответствии с совместно разработанными перспективными планами сотрудничество в рамках программы "Интеркосмос" будет развиваться во всех пяти упомянутых выше областях.

Так, например, в настоящее время идет подготовка к реализации крупного международного проекта "Фобос". В июле 1988 г. с космодрома Байконур должны стартовать две новые автоматические межпланетные станции. Они оборудуются научной аппаратурой для изучения Марса и его спутника Фобоса, Солнца и межпланетной среды. Научная аппаратура создается учеными и специалистами СССР, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Чехословакии, Австрии, ФРГ, Франции, Финляндии, Швеции, а также Европейского космического агентства.

Ведутся также работы по проекту "Интербол", цель которого --исследования солнечно-земных связей и магнитосферы Земли. Эти задачи будут осуществлены с помощью двух высокоапогейных спутников типа "Прогноз" и отделяемых от них малых научных субспутников чехословацкого производства. В проекте "Интербол" принимают участие ученые и специалисты СССР, Болгарии, ГДР, Республики Куба, Польши, Румынии, Чехословакии, Франции, Швеции и Европейского космического агентства.

Проект "Венера -- комета Галлея": второй этап. Автоматические межпланетные станции (АМС) "Вега" состояли из двух основных частей -- венерианского модуля массой 2 ф и пролетного аппарата массой 2,5 т. Пролетные аппараты, собственно AMG, выполнив в июне 1985 г. часть программы исследований Венеры, были направлены к комете Галлея. Для исследований кометы каждая станция несла 14 научных приборов. Прием информации от этих приборов осуществлялся в Евпатории (наземная антенна диаметром 70 м) и в Медвежьих озерах под Москвой (64 м).

Расчетное расстояние пролета станций "Вега" от ядра кометы составляло 10 тыс. км. При этом учитывалась точность вычисления орбиты кометы, а также опасность прохождения сквозь облака пыли. Станция "Вега-1" прошла 6 марта 1986 г. на расстоянии 8890 км от ядра, а "Вега-2" 9 марта 1986 г. -- на расстоянии 8030 км от ядра. Эти станции передали на Землю в общей сложности примерно 1500 изображений кометы, в том числе 70 с расстояний от 80 цо 50 тыс. км. Снимки были сделаны через различные светофильтры, что позволило получить цветные изображения кометы и ее ядра. Результаты исследований, проведенных станциями "Вега", потребуют длительной обработки, и поскольку объем полученной информации огромен, то ниже излагаются лишь некоторые данные предварительного анализа.

Удалось найти непротиворечивый ответ на вопрос о составе и структуре ядра кометы Галлея.

В числе характеристик таких объектов, как астероиды или кометы, весьма важно их альбедо -- коэффициент, указывающий их отражательные свойства.

Измерения с АМС "Вега" показали, что альбедо ядра кометы Галлея весьма мало (всего около 4%) и само ядро представляет собой вытянутое тело неправильной формы и размерами примерно 14Х7,5Х X 7,5 км. Ядро вращается, совершая один оборот за 53 ± 2 часа. Не подтвердились гипотезы, по которым ядро состоит из двух больших частей или даже из множества обломков твердых тел, связанных гравитационным притяжением.

Довольно противоречивыми оказались оценки температуры ядра кометы Галлея, его состава и структуры. Как всякое нагретое тело, ядро испускаетинфракрасные лучи, и анализируя их спектр, можно судить о температуре тела. По данным бортовых спектрометров инфракрасного излучения температура поверхности ядра составляет примерно +30И30°С.

В то же время принятая сейчас "ледяная" модель ядра кометы (льдина с твердыми вкраплениями) полагает температуру поверхности ядра 80 Ї 90 °С.

Поскольку твердо установлено, что в результате нагрева солнечными лучами из ядра кометы испаряется именно вода, нет оснований отказываться от "ледяной" модели ядра кометы.

Это противоречие снимается, если принять так называемую модель "мартовского снега", уточняющую "ледяную" модель. Предположим, что ядро кометы -- это льдина, покрытая тонким слоем тугоплавкого вещества, имеющего пористую структуру. Толщина пористого слоя примерно 1 см. Внутри него находится кометный лед при достаточно низкой температуре, а снаружи устанавливается именно та плюсовая температура, которую показали инфракрасные спектрометры. Все это напоминает почерневший, покрытый грязной коркой мартовский сугроб, который может довольно долго держаться под солнечными лучами, так как корка защищает от нагрева его холодную снежно-ледяную сердцевину. Получая все же через корку какую-то порцию солнечного тепла, ледяное ядро кометы постепенно испаряется, и пар сквозь поры внешней оболочки выходит наружу. Когда же в каком-то месте происходит закупорка пор, то пары после некоторой задержки давят на корку, разрушают ее участок и вырываются наружу в виде реактивной струи (джета).

Прямыми измерениями установлено, что каждую секунду с поверхности кометы испаряется около 1,3-1030 молекул водяного пара, что по массе составляет примерно 30 т.

Интересные результаты дали исследования пыли на разных расстояниях от ядра. Регистрируя пылинки с массой от Ю-16 до 10~6 г, аппаратура станции "Ве-га-1" позволила оценить суммарный пылевой поток из ядра -- каждую секунду из него выбрасывается 5-- 10 ф пыли. Относительное количество частиц пыли с разной массой, зарегистрированных станциями "Вега", не совпадает с представлениями о пылевой коме сложившимися в результате наблюдений кометы Галлея наземными средствами.

Таким образом, комета Галлея за каждый активный период своей жизни (пролет вблизи Солнца) теряет путем испарения льда и выбросов пыли примерно 100 млн т. Но поскольку масса ее ядра в десятки тысяч раз больше, то еще не одно поколение землян сможет через каждые 76 лет любоваться кометой Галлея.

Счетчики пылевых частиц показали, что распределение пылинок внутри комы имеет сложную структуру, прежде всего за счет сильных выбросов из ядра-- узких пылевых Джетов, которые могут вытягиваться на десятки тысяч километров Последовательно полученные телевизионные изображения позволили найти"всю трассу одного из джетов и таким образом определить направление и скорость вращения ядра.

С помощью пылеударного масс-спектрометра ПУМА (в этом приборе пылинки с большой скоростью налетают на Мишень, испаряются, и спектр регистра руется спектрометром; на двух АМС было получено свыше 1000 таких спектров} удалось выявить химический состав пылинок. Он оказался довольно сложным. По элементному составу эти пылинки можно разбить на три группы. В первую входят пылинки, по составу напоминающие одну из разновидностей метеоритов (углистые хондриты), они в основном включают С, О, Na, Mg, Ca, Fe. Ко второй группе относятся пылинки, которые содержат еще и изотопы углерода |2С и |3С, и наконец к третьей группе--- микроскопические льдинки с различным соотношением воды и двуокиси углерода.

Группа научных приборов станций "Вега" предназначалась для исследования процессов в плазме, окружающей комету, и ее взаимодействия с солнечным ветром. Эти приборы отметили приближение к комете по измерениям характеристик солнечного ветра еще на расстоянии около 7 млн км. На расстоянии около 1 млн км станции прошли через фронт ударной волны, образованной солнечным ветром при обтекании кометы. Его положение соответствовало расчетам, но профиль оказался довольно размытым. Магнитное поле на расстоянии 10 тыс. км от кометы было на порядок выше, чем в свободном солнечном ветре.

В целом с помощью плазменных приборов удалось получить ряд важных экспериментальных данных о сложных процессах в кометной ударной волне, что имеет большое значение для физики бесстолкновительных ударных волн в плазме.

Пролет АМС "Вега" в районе кометного ядра сквозь области с повышенной пылевой опасностью, как это и ожидалось, привел к некоторым повреждениям--вышло из строя примерно 50% рабочей поверхности солнечных батарей, повреждено 5 датчиков бортовых научных приборов. Однако и после встречи с кометой Галлея станции "Вега" остались в целом работоспособными, поскольку создавались с большим запасом прочности.

Осуществление такого крупного космического проекта, как "Венера -- комета Галлея", в котором активно участвовали ученые и специалисты Советского Союза в содружестве с учеными ряда. социалистических и капиталистических стран, наглядно подтвердило целесообразность и эффективность объединения научного и технического потенциалов различных государств в целях мирного освоения космического пространства.

Пролет "Джотто" сквозь комету Галлея. Космический аппарат (КА) "Джотто", созданный Европейским космическим агентством, 14 марта 1986 г. в О ч 11 мин (здесь и далее время указывается по Гринвичу и с учетом 8 мин --времени прохождения сигнала от аппарата до Земли), прошел вблизи ядра кометы Галлея на расстоянии примерно 600 км (610 + 40 км по данным траекторных измерений, 605 + 8 км на основании анализа снимков ядра кометы). В этот момент КА и комета были удалены от Земли на расстояние 344 млн км, относительная скорость КА и кометы составляла 68 км/с. Связь с КА "Джотто" во время пролета осуществляли приемные станции в Парксе и близ Канберры (Австралия).

Чтобы обеспечить пролет "Джотто" вблизи ядра на таком небольшом расстоянии, использовались данные траекторных измерений советских АМС "Вега" (международный проект "Лоцман"), а также японского КА "Планета-Б". На основании этих данных 12 марта в 20 ч 30 мин была произведена последняя коррекция траектории КА "Джотто".

За 15 с до пролета на минимальном расстоянии от ядра связь с "Джотто" прекратилась вследствие его столкновения с крупной пылевой частицей. Это привело к дестабилизации оси бортовой остронаправленной антенны, которая изменила свое направление на Землю из-за возникших нутационных колебаний (ось антенны должна быть направлена на Землю с точностью ±1°)- В результате прекратилось поступление цветных изображений кометы и информации от научных приборов. Через 32 мин прием сигналов возобновился, хотя полностью стабилизировать аппарат, по-видимому, не удалось. После возобновления связи информация принималась еще в течение 25 мин, . но со сбоями. Анализ этой информации свидетельствует, что некоторые научные приборы "Джотто" в результате близкого пролета около ядра кометы и бомбардировки пылевыми частицами полностью вышли из строя, другие повреждены частично (из 10 научных приборов лишь четыре благополучно преодолели опасную пылевую зону).

За несколько дней до встречи с кометой приборы "Джотто" фиксировали "спокойный" солнечный ветер, распространяющийся со скоростью 350 км/с. Первые водородные ионы кометного происхождения были зафиксированы на расстоянии 7,8 млн км от ядра кометы.

Приборы "Джотто" показали, что 13 марта в 19 ч 23 мин аппарат прошел через фронт ударной волны у кометы (на расстоянии примерно 1,15 млн км от ядра).

Первые столкновения с пылевыми частицами зарегистрированы 13 марта в 23 ч 08 мин на расстоянии примерно 290 000 км от ядра. До подхода "Джотто" на близкое расстояние в последние 2 мин перед дестабилизацией КА число столкновений с крупными частицами достигло 120 в секунду. В общей сложности в период пролета зарегистрировано 12 000 столкновений с пылевыми частицами; противопылевой экран пробит не менее чем 100 частицами. Масса пылевых частиц колеблется в пределах Ю-17--4-Ю-2 г.

Ядро окружено облаком пыли. Информация о химическом составе вещества в голове кометы потребует длительного анализа, однако предварительные данные указывают на присутствие в коме водяного пара, азота, кислорода, углерода, водорода, кальция, магния, кремния, калия, натрия, а также ионов некоторых металлов (железа, меди, никеля). Большинство пылевых частиц богато водородом, углеродом, азотом и кислородом. Согласно расчетам, выполненным по данным КА "Джотто", комета Галлея теряет вещество в виде пылевых струй и испарений льда со скоростью 30 ф в секунду.

Из запланированных 3500 снимков получено свыше 2000 (с интервалом 4 с). Первые снимки получены с расстояния 730 000 км, последний -- с расстояния около 1000 км с разрешением около 30 м. Анализ снимков показывает, что ядро кометы Галлея представляет собой однородное тело неправильной формы: его длина составляет 15 км, поперечный размер 7-- 10 км (неопределенность поперечного размера вызвана условиями освещенности ядра Солнцем во время пролета КА). Форму ядра сравнивают с земляным орехом, картофелиной или бананом. Цвет ядра оказался темнее, чем ожидалось (альбедо всего 2--4 %). Полагают, что это -- одно из самых темных тел в Солнечной системе. Видна граница между освещенной Солнцем и теневой сторонами ядра. Зарегистрированы струйные выбросы пыли из ядра на освещенной стороне (два больших и два малых струйных выброса). Видимо, большая часть пыли из ядра выбрасывается именно в виде струй.

Период вращения ядра оказался таким же, какой нашли аппараты "Вега", что согласуется с периодом вращения, определенным наземными наблюдениями струйных выбросов из ядра (52 ± 1ч).

Японский КА "Планета-Б" пролетел вблизи кометы Галлея 8 марта 1986 г. При этом минимальное расстояние от ядра составило около 150 000 км. Сообщается, что в результате столкновений с двумя крупными кометными частицами массой около 2 и 3 мг ось вращения КА отклонилась на 0,7° от расчетного положения. Результаты исследований, выполненных аппаратами "Джотто" и "Планета-Б", хорошо согласуются с данными АМС "Вега", в ряде случаев взаимно дополняя друг друга.

Использованная литература:

1. Воронцов-Вельяминов Б. А. Лаплас. -- 2-е издание, перераб. и доп.-- 1985. -- 60 к.

Похожие статьи




Международное сотрудничество СССР в космических исследованиях

Предыдущая | Следующая