Космических исследований

Быстрыми темпами развиваются и совершенствуются различные типы источников электрической энергии постоянного тока. Так, солнечные батареи и фотоэлементы служат основными источниками энергии космических аппаратов в автономном полете. Разрабатываются новью источники электрической энергии постоянного тока — МГД-генераторы. Их освоение позволит в перспективе существенно повысить КПД электрических станций.

1.12. Куландин А. А., Тимашов С. В., Иванов В. П. Энергетические системы космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1979.

Термогенераторы нашли широкое применение во многих областях: для питания космических аппаратов, навигационных метеорологических устройств, а также в системах сигнализации пожар-

Достижения радиоэлектроники в области стабилизации частоты колебаний и, как результат этого, создание промышленных образцов стандартов частоты позволили резко повысить качество работы систем измерения параметров движения искусственных спутников Земли и других космических аппаратов, а также точность управления ими. Примеров взаимодействия радиоэлектроники и других областей техники можно привести много, что является вполне закономерным и находится в хорошем согласии с диалектикой развития материального мира.

Быстрыми темпами развиваются и совершенствуются различные типы источников электрической энергии постоянного тока. Так, солнечные батареи и фотоэлементы служат основными источниками энергии космических аппаратов в автономном полете. Разрабатываются новые источники электрической энергии постоянного тока — МГД-генераторы. Их освоение позволит в перспективе существенно повысить КПД электрических станций.

Быстрыми темпами развиваются и совершенствуются различные типы источников электрической энергии постоянного тока. Так, солнечные батареи и фотоэлементы служат основными источниками энергии космических аппаратов в автономном полете. Разрабатываются новые источники электрической энергии постоянного тока — МГД-генераторы. Их освоение позволит в перспективе существенно повысить КПД электрических станций.

Микроэлектронная аппаратура широко используется для приема информации в геофизических и астрофизических исследованиях, особенно в исследованиях планет и Земли с помощью космических аппаратов. К МЭА, установленной на космических объектах (а к ним мож-

Примерами пространственного размещения радиотехнических систем служат системы управления движением летательных и космических аппаратов, системы передачи телевизионных изображений из космоса и т. д. (§ 3.2, 3.5). Как правило, пространственно размещенные системы являются многофункциональными и комбинированными. Они могут одновременно осуществлять преобразование, передачу, извлечение или запоминание информации, используя свойства различных физических полей.

Создание космических аппаратов и полеты на другие планеты, длительное пребывание в лабораториях под водой не изменят того факта, что существование человека определено узкоограниченными физическими и химическими условиями. Человек появился на Земле, развился на лей под влиянием окружающей среды и неразрывно с нею связан.

Солнце излучает энергию на 1 м2 земной поверхности в средних широтах в среднем зимой 80 Вт и летом 300 Вт. При прямом солнечном освещении эта величина доходит до 1000 Вт на 1 м2. Наиболее совершенно используется солнечная энергия в солнечной батарее, где в фотоэлементах (полупроводниковых кремниевых) световая энергия солнца непосредственно преобразовывается в электрическую. В этом направлении много сделано советскими учеными. Их труды увенчались созданием солнечных батарей, успешно работавших, в частности, в течение года на третьем искусственном спутнике Земли, обеспечивших бесперебойную работу лунохода и других космических аппаратов.

Помимо кремниевых солнечных батарей строят еще солнечные батареи на основе сульфидно-кадмиевых и арсенидо-галлиевых элементов. Если наилучшие кремниевые элементы, используемые на борту космических аппаратов имеют к. п. д. 18%, то элементы из арсенида-галлия, покрываемого тонким слоем галлиево-алюминиевого арсенида, обеспечивают к. п. д. 22%, близкий к теоретическому —27%.

движением, аппаратуре координационно-вычислительных центров космических исследований, системах автоматизированного проектирования и подготовки производства, системах управления технологическим оборудованием и т. д. Эти РЭС, как указывалось, состоят из большого числа сложных подсистем и отдельных устройств, часть которых работает в автоматическом режиме, а часть — во взаимодействии с человеком-оператором.

Прогресс полупроводниковой электроники стимулировался растущими требованиями кибернетики, техники космических исследований и средств связи, биологии, медицины и других отраслей, которые сегодня невозможно представить без полупроводниковых приборов.

^Сегодня тысячи физических величин, в том числе параметров технологических процессов, приходится измерять в разнообразных и порой самых неблагоприятных условиях, что немыслимо без совершенных первичных измерительных преобразователей. Дальнейшее развитие космических исследований, проникновение измерений в области сверхвысоких и сверхнизких температур и давлений, частот и энергий, изучение тайн живого организма, борьба с болезнями, охрана окружающей среды и труда человека, при которых условия измерений становятся еще более сложными, обусловливают необходимость создания принципиально новых средств измерений и в первую очередь первичных измерительных преобразователей.

МикроЭВМ — это универсальное средство обработки информации, используемое; во всех областях народ-НОГО хозяйства: в промышлегном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в связи, медицине, образовании, быту. Широко применяются они при организации научных, в том числе космических, исследований.

Какие свойства делают микроЭВМ особенно перспективной для космических исследований? Большая разрядность 322

315. «Электроника С5-21» оперирует1 16-разрядными двоичными числами. 316. Правильно, космические аппараты предъявляют очень высокие требования к бортовой вычислительной технике. 317. Быстродействие «Электроники 60» примерно в 2 раза меньше. 318. Правильно, указанное преобразование выполняет аналого-цифровой преобразователь. 319. Быстродействие микроЭВМ «Электроники 60» выше указанной цифры. 320. Правильно. 321. Большие интегральные схемы имеют самое широкое применение. Найдите более конкретный ответ. 322. Для космических исследований необходима не только большая точность Е1ычислений. 323. Вы ошиблись. 324. Постоянное запоминающее устройство предназначено для хранения и выдачи двоичных чисел. 325. Цифро-аналоговый преобразователь преобразует последовательность двоичных чисел в непрерывный сигнал. 326. Размеры и масса микропроцессора сравнительно невелики по отношению к размерам и массе микроЭВМ. 327. Количество шагов программы ограничено; следовательно, ограничена и ее сложность. 328. Правильно, в непрограммируемых микрокалькуляторах нет необходимости хранить программы. 329. В оперативном запоминающем устройстве хранятся числа, с которыми оперирует АЛУ, и результаты промежуточных операций. 330. Вы не учли разряды порядка. 331. ОЗУ может быть выполнено в одном кристалле БИС. 332. Оперативное запоминающее устройство необходимо всем микрокалькуляторам. 333. Правильно, в частности, органы ручного управления (клавиши) не могут быть слишком маленькими. 334. Этот блок имеется у всех микропроцессоров. 335. Правильно, количество шагов программы не превышает 98. 336. Два разряда используются только для записи порядка числа. 337. Программы хранятся в специальном запоминающем устройстве. 338. Правильно. 339. Размеры ПЗУ можно уменьшить до размеров кристалла БИС. 340. Нужны еще разряды для записи порядка числа. 341. Правильно, восемь разрядов для мантиссы, два — для порядка. 342. Стек — это сверхоперативная память машины, в нем может временно храниться всего несколько чисел. 343. Правильно. 344. Укажите более полный ответ. 345. Электронные устройства есть почти во всех узлах роботов. 346. В металлургии и машиностроении тоже надо применять роботы. 347. Ознакомьтесь с таблицей технических данных манипуляторов. 348. Правильно. 349. Рабочего может заменить и обычный автомат. 350. Многозвенный манипулятор тоже обеспечивает свободу перемещений. 351. Правильно, эти особенности позволяют отличать робот от других автоматов. 352. Не только в датчиках, но и в программирующих устройствах. 353. Такая точность позиционирования еще не достигнута. 354. В атомной промышленности тоже широко применяют манипуляторы. 355. Правильно. 356. В датчиках тоже используют электронные устройства. 357. Эта цифра характеризует другой робот. 358. Дайте более полный ответ. 359. Шасси обеспечивает способность перемещаться всему роботу. 360. Правильно.

Для проведения космических исследований появилась потребность в элементах и батареях, работающих при больших линейных ускорениях, в условиях вакуума и радиационного облучения.

ратуре, предназначенной для космических исследований, а также в устройствах автоматики и управления ядерными установками.

Продолжая выполнение программы космических исследований, советские исследовательские организации приступили с 1962 г. к систематическому запуску искусственных спутников Земли серии «Космос», снабжаемых измерительно-информационной аппаратурой для регистрации корпускулярных лотоков и частиц малых энергий, изучения энергетического состава радиационных поясов и магнитного поля Земли, исследования космических лучей, верхних слоев атмосферы, образования и распределения облачных систем в атмосфере и пр. Помимо получения научной информации на них проводилась отработка оборудования и проверка новых источников энергии для бортовых приборов и аппаратов — радиоизотопных генераторов (см. третью главу второго раздела настоящей книги) и квантового генератора, разработанного под руководством лауреата Ленинской и Нобелевской премий акад. Н. Г. Басова и проф. М. И. Борисенко. Первый спутник серии •«Космос» вышел на орбиту 16 марта 1962 г. К концу июля 1966 г. общее число спутников этой серии достигло 122. На одном из них («Космос-110»), выведенном на эллиптическую орбиту с апогеем 900 км, в течение 22 суток находились подопытные животные (собаки Ветерок и Уголек); проведенный при этом обширный комплекс медико-биологических исследований и последующие наблюдения за состоянием животных после приземления спутника обусловили получение уникальных сведений о реакции организма на длительное пребывание в космическом пространстве при значительном удалении от поверхности Земли. К концу июля 1967г. число спутников «Космос», выведенных на околоземные орбиты, составляло 170, к началу ноября 1968г. их стало 251.

2 апреля 1964 г. на гелеоцентрическую орбиту была выведена межпланетная станция «Зонд-1». Восемью месяцами позднее — 30 ноября того же года — осуществлен запуск межпланетной станции «Зонд-2», впервые в практике космических исследований снабженной электроплазменными двигателями для обеспечения действия системы ориентации [18]. 18 июля 1965 г. последовал запуск межпланетной станции «Зонд-3», на борту которой помещались научная аппаратура и аппаратура для фотографирования и передачи снимков на Землю. За время до 2 марта 1966 г., когда станция находилась на расстоянии 153,5 млн. км от Земли, с нею было проведено 135 сеансов связи, получены фотографии ранее не заснятых участков обратной стороны Луны [2], приняты различные научно-информационные данные и сведения о работе бортовых систем. Еще через четыре месяца — 12 и 16 ноября 1965г. — в сторону планеты Венера были отправлены автоматические межпланетные станции «Венера-2» весом 963 кг и «Венера-3» весом 960 кг. Предназначенная для продолжения исследований дальнего космического пространства «Венера-2» 27 февраля 1966 г. прошла по заданной трассе в 24 тыс. км от планеты 1в. Позднее стартовавшая «Венера-3» после коррекции траектории полета, осуществленной по команде с Земли на расстоянии 13 млн. км от цели, 1 марта 1966 г. достигла планеты Венера, доставив на ее поверхность вымпел с Государственным гербом СССР. Наконец, 12 июня 1967 г. в 5 час 40 мин по московскому времени состоялся запуск космической ракеты с автоматической межпланетной станцией «Венера-4» весом 1106 кг.

В соответствии с программой космических исследований в 1967 г. состоялся запуск на околоземную орбиту советской экспериментальной метеорологической системы «Метеор» с двумя одновременно действующими автоматическими станциями-спутниками и наземным комплексом управления, приема и обработки информации о распределении облачности, снегового и ледового покровов на дневной и ночной сторонах Земли и о количестве отраженного тепла, излучаемого Землей и атмосферой. Получаемые сведения используются в оперативной работе метеоцентров СССР и других стран 34.