Космического пространства

Процесс развития разряда можно проследить на вольт -амперной характеристике ( 8.16). Участок ОА соответствует несамостоятельному разряду, его существование возможно только при наличии внешних ионизирующих факторов (света, космического излучения и т.п.) . Образующиеся под воздействием внешних ионизаторов первичные электроны, двигаясь в электрическом поле, производят ударную ионизацию газа. Появившиеся при этом вторичные электроны и ионы увеличивают ток до некоторого установившегося значения.

Наконец, в эпоху космической связи не менее актуальной является борьба с космическими радиопомехами, возникающими вследствие радиоизлучения Солнца и других небесных тел. Наземные линии радиосвязи, прикрытые щитом ионосферы, более или менее избавлены от воздействия этих помех на коротких и более длинных волнах. Но многим известно о прекращении радиосвязи на коротких волнах во время так называемых магнитных бурь, вызываемых возмущениями в ионосфере под прямым влиянием космического излучения. В случае же радиосвязи с космическими станциями на более коротких волнах космические помехи легко путешествуют по космическому радиоканалу и поступают в приемник вместе с полезным сигналом.

отрицательных температур, обусловленных влиянием окружающей среды, объекта установки и тепловыделения самого В наземных условиях температура окружающей среды может меняться от —88 °С (станция Мирный в Антарктиде) до +90 °С (нагрев темных поверхностей в странах с жарким и сухим климатом). Диапазон изменения температуры в атмосфере на высотах до 80 км ( 3.2) может достигать + 100°С. Для космоса этот диапазон еще шире: от -150 до +300 °С, что является результатом прямого и отраженного от Земли излучения Солнца, собственного излучения Земли, космического излучения, экранирования от излучения планет и частей объекта установки

Интересно отметить, что именно такой же процесс перезамыкания силовых линий в хвосте магнитосферы Земли приводит к полярным сияниям, а на Солнце процессы перезамыкания порождают хромосомные вспышки — источник космического излучения, опасного для космонавтов. Физическая природа этих явлений оказывается почти одной и той же.

Максимально возможные годовые дозы для протонов солнечного космического излучения могут составлять порядка 10—102 Дж/кг (103—104 рад) на поверхности аппарата и 1—10 Дж/кг (102—103 рад) за слоем защиты с 6 = = Rd = 1 г/см2, где d—плотность, г/см3; R—глубина проникновения, см. Годовые экспозиционные дозы излучения на поверхности аппарата от внутреннего и внешнего радиационных поясов Земли для электронов с энергией 0,02—5 МэВ соответственно составляют 1012 и 10"—10'3, а за слоем защиты с указанной плотностью 103 рад/год.

Спутник был оборудован радиотелеметрической аппаратурой, радиоаппаратурой для измерения координат траектории полета и аппаратурой для терморегулирования «атмосферы» во внутреннем пространстве корпуса. Кроме того, в нем помещались приборы для измерения интенсивности первичного космического излучения, регистрации ядер тяжелых элементов в космических лучах и регистрации ударов микрометеоров, для измерения давления, ионного состава атмосферы, концентрации положительных ионов, измерения напряженности электростатического и магнитного полей и интенсивности корпускулярного излучения Солнца. Многоканальная радиотелеметрическая система была снабжена запоминающим устройством, позволившим «записывать» данные научных наблюдений на всей траектории спутника и передавать их по команде с Земли только на участках, проходящих над территорией Советского Союза. Для энергопитания аппаратуры и приборов имелись электрохимические батареи и полупроводниковая солнечная батарея, хорошо зарекомендовавшая себя в эксплуатации.

1 ноября 1963 г. и 12 апреля 1964 г. с целью отработки систем маневрирования и стабилизации полета космических кораблей, необходимых при их встрече и сближении в космосе, был произведен запуск маневрирующих аппаратов «Полет-1 и «Полет-2», оборудованных специальными приборами управления и двигательными установками. 30 января 1964 г. для изучения условий радиационной безопасности космических полетов осуществлен запуск двух искусственных спутников Земли — научных станций «Электрон-1» ( 131, а) и «Электрон-2»: одна многоступенчатая ракета-носитель вывела их на существенно различные орбиты, удаленные от земной поверхности в апогее соответственно на 7100 и 68 200 км. Через полгода — 11 июля 1964 г. — с той же целью изучения внутреннего и внешнего радиационных поясов Земли, определения ядерной компоненты космического излучения и пр. — также одной ракетой-носителем были выведены на орбиты с апогеем 7040 и 66 235 км еще две научные станции

Комплекс основной аппаратуры станции состоял из приборов для исследования магнитных полей Земли и Луны, поясов радиации вокруг Земли, космического излучения, газовой компоненты межпланетного вещества и распределения метеорных частиц. Для связи с Землей использовались передатчики, работавшие на частотах в диапазоне от 19,993 до 183,6 мгц. В корпусе станции были помещены вымпелы с изображением Государственного герба СССР и надписью «СССР. Сентябрь. 1959». Общий вес корпуса станции, аппаратуры и источников энергопитания был равен 390,2 кг.

Под действием космического излучения возникают только два вида мезонов, способных достигать поверхности Земли: пи-мезоны (пионы) и мю-мезоны (мюоны). Мезоны обладают чрезвычайно малым временем жизни. Заряженные мезоны распадаются с образованием электрона (позитрона) и нейтральной частицы с нулевой массой, называемой нейтрино. Нейтральные мезоны распадаются по другой схеме. Мезоны, которые образуются под действием первичного космического излучения, вероятно, не представляют опасности для здоровья людей, хотя они и находятся постоянно в поле мезонного излучения.

Образование быстро распадающихся радиоактивных изотопов происходит непрерывно в результате бомбардировки земной атмосферы частицами космического излучения. Космическое излучение так же, как и ультрафиолетовые лучи, поглощается атмосферой. Можно ожидать поэтому более высоких уровней космического излучения на больших высотах, и

это действительно так: среднее значение потока космического излучения в Денвере (1610 м над уровнем моря) эквивалентно 2-10~3 Кл/ /(кг-ч), тогда как в Бостоне (6,5 м над уровнем моря)—0,9-Ю-3 Кл/(кг-ч). В табл. 14.6 представлены некоторые из радионуклидов, образующихся в результате ядерных реакций с участием частиц космического излучения. Наиболее важным из них, по-видимому, следует считать НС, поскольку он легко включается в пищевую цепочку и имеет довольно большой период полураспада.

вания космического пространства, системы для оценки параметров «четвертого состояния» вещества — плазмы, различные радиотехнические системы для геофизических исследований.

Радиотелемеханика в настоящее время широко используется для управления космическими кораблями и аппаратурой космических спутников Земли. Благодаря радиотелемеханики стали возможны полеты автоматических межпланетных станций (АМС), способных по командам с Земли выполнять исследования космического пространства и планет солнечной системы.

В авиации некоторые телевизионные системы дают возможность штурманам отмечать на карте точное местоположение самолета. Особый интерес представляет объемное телевидение, позволяющее оператору управлять непосредственно производственными процессами. И, наконец, нельзя не упомянуть об успешном применении телевизионных установок для исследования космического пространства, которые впервые в истории человечества дали возможность получить информацию о невидимой с Земли части лунной поверхности и о поверхности других планет. Широкое применение находит в последнее время видеотелефон.

Происхождение носителей заряда в газах объясняется различными факторами: радиоактивным излучением Земли; радиацией, проникающей из космического пространства; излучением Солнца; иногда тепловым движением молекул и т.п. При поглощении энергии бомбардирующей частицы молекула газа теряет электрон и превращается в положительный ион. Высвобождаемый

В зависимости от назначения телевизионные системы подразделяют на две группы: системы телевизионного вещания и системы прикладного телевидения. Прикладные телевизионные системы применяются для контроля технологических процессов, в военном деле, при исследовании космического пространства и т. д.

Радиотелеметрические линии предназначены для передачи непрерывно изменяющихся параметров с движущегося объекта на наземные контрольные пункты. Такие линии широко используют для научных исследований космического пространства с помощью спутников и автоматических межпланетных станций. Для передачи телеметрических данных чаще применяют цифровые системы передачи информации. Они позволяют реализовать оптимальные способы обработки сигналов при больших дальностях связи.

К радиоизотопным термогенераторам проявляют интерес различные отрасли науки и техники. Их предполагается использовать в виде источника энергии искусственного сердца человека, а также для стимулирования работы различных органов в живых организмах. Особенно пригодными оказались радиоизотопные термогенераторы при освоении космического пространства, где необходимы источники энергии, способные длительно и надежно работать в неблагоприятных условиях воздействия ионизирующих излучений, в радиационных поясах, на поверхности других планет и их спутников.

Настоящая книга вводит читателя в мир энергетики. В ней отражено влияние энергетики на развитие цивилизации и технический прогресс. Рассматриваются во взаимосвязи актуальные проблемы освоения энергетических ресурсов, повышения эффективности процессов преобразования энергии, разработки новых перспективных способов получения электроэнергии, проблемы использования ядерных электростанций и т. д. В книге акцентируется внимание на значении открытых физических и химических эффектов в разработке новых промышленных способов получения, преобразования и передачи электроэнергии. Анализируются возможности использования достижений в освоении космического пространства для создания солнечных электростанций.

Наряду с рассмотренными натурными испытаниями в различных климатических условиях, большое практическое значение за последнее время приобретает информация о надежности МЭ и ИМ в условиях открытого космоса. С этой целью проводят испытания МЭ и ИМ в условиях натурных воздействий факторов космического пространства, к которым в первую очередь относятся космические излучения, магнитное поле земли и высокий вакуум. Натурные испытания такого рода предусматривают как испытание МЭ и ИМ под электрической нагрузкой, так и без нее. Безусловно, наиболее сложным является проведение испытаний именно под электрической нагрузкой, ибо этот вид испытаний требует создания специальной аппаратуры, задающей испытательный режим на изделия и обеспечивающей передачу по телеметрическим каналам информации о работоспособности испытываемых МЭ и ИМ в процессе полета. В случае натурных испытаний изделий в условиях открытого космоса без электрической нагрузки измерение их параметров производится дважды: до начала испытаний и после их окончания (возвращения контейнера с испытываемыми изделиями на землю). Данные о функционировании МЭ и ИМ в условиях открытого космоса, одновременная запись некоторых воздействующих факторов и последующий анализ возвращаемых после полета изделий, позволяют уточнить режимы и условия лабораторных испытаний с целью более эффективного выявления потенциально ненадежных приборов.

Существенный вклад в развитие автоматики внесли работы советских ученых. Без этих работ были бы невозможны многие блестящие достижения отечественной науки и техники, в частности поражающие воображение победы в освоении космического пространства. Первый орбитальный полет Ю. А. Гагарина, исследования Венеры, Марса, Луны, создание искусственных спутников Земли и планет осуществлены с помощью самых совершенных автоматов, разработанных нашими конструкторскими коллективами.

Четвертая часть учебника посвящена теории электромагнитного поля. Рассмотрение методов расчета постоянных полей, независимо от их природы по виду уравнений, позволило значительно сократить объем этого раздела. Затем излагается теория переменного электромагнитного поля и на ее основе излучение волн, их распространение и поверхностный эффект. Изложен ряд новых вопросов, пока не входящих в программу курса ТОЭ. К ним относятся электромагнитное экранирование, переходные процессы в электромагнитном поле, электромагнитное поле в движущихся средах и основы магнитогидродинамики, являющиеся теоретической базой новых направлений электротехники — импульсной техники, прямого преобразования тепловой энергии в электрическую в магнитогидродинамических генераторах, электрореактивных двигателей, исследования околоземного и космического пространства и т. п.