Satelīts Transit 2A. ASV kredīti. Navy / JPL
Ko darīt, ja pateicoties satelīta izstarotajam signālam būtu iespējams iegūt tā atrašanās vietu uz Zemes? Izmantojot GPS un pozicionēšanas zvaigznājus, šis princips šodien ir realitāte. Bet jau pirmajās kosmosa piedzīvojumu orbītās mēs jau iedomājāmies Tranzītu …
Acīmredzot aukstais karš nekad nebija tālu.
Klausos Sputnik …
1957. gada oktobris Baltimorā tāpat kā pārējās Amerikas Savienotajās Valstīs Sputnik ir ikviena prātā. PSRS tikko dīķī ir palaidusi gigantisku bruģakmeni, un, kamēr militārie spērieni cenšas panākt padomju varu, sagatavojot pirmo amerikāņu satelītu, citi tikai apzinās satelītu potenciālu, kas dažās saujās spēj šķērsot debesis. sekundes un apiet pasauli tikai 90 minūtēs. Džona Hopkinsa universitātes (JHU-APL) Lietišķās fizikas laboratorijā Viljams Guiers un Žoržs Veifenbahs ir ļoti ieinteresēti mazā satelīta izstarotajā slavenajā "pīkstiena pīkstienā" un tas, kas izdodas daudziem radio amatieriem visā pasaulē. klausieties frekvencēs 20.005 un 40.002 MHz. Viņi kopā ieraksta signālu Sputnik pārejas laikā,un viņi analizē signālu. Tomēr pēdējo ļoti nedaudz kompensē Doplera efekts, kad satelīts tuvojas vai attālinās. Detalizēts pētījums pat ļauj secināt satelīta stāvokli attiecībā pret novērotāju …
Mēs nevaram visus doplerēt
Doplera efekts ir viļņa frekvences nobīde, kad raidītājs vai uztvērējs pārvietojas: raidītājs raida fiksētu frekvenci, bet uztvērējs novēro (izmērāmas) frekvences variācijas, kas tieši atkarīgas no raidītāja atrašanās vieta un ātrums (kam jāpievieno parametri, kas saistīti ar vidi, kurā viļņi pārvietojas, piemēram, atmosfēra). Interesējoties par Guier un Weiffenbach darbu, viņu pētījumu direktors 1958. gada martā postulēja, ka, ja mēs varam precīzi izmērīt signālu un tā nobīdi pēc Doplera efekta, un ka, ja tajā pašā laikā mēs zinām precīzu raidītāja atrašanās vietu, tad mēs varam precīzi zināt uztvērēja pozīciju. Citiem vārdiem sakot, ar "vienkāršu" aprēķinu (un, ja tas nav izdarāms, atkārtojams) un zināmo satelīta atrašanās vietu,mēs varam uzzināt tā stāvokli uz Zemes.
Zvaigznājs, kāds tas bija iedomājies 60. gadu sākumā. Kredīti JHUAPL
Amerikas aizsardzības pētījumu aģentūra, jaunizveidotā DARPA, atbalstīs projektu, kas ļoti interesē ASV jūras spēkus. Mums jādodas ātri, jo ir pilnīgi iespējams, ka padomju zinātnieki ir izpētījuši to pašu tēmu … Programma tiks saukta par tranzītu, un princips ir samērā vienkāršs. Pirmais solis ir nosūtīt demonstrācijas satelītu, kas ar noteiktām frekvencēm spēj nepārtraukti pārraidīt savu orbītas stāvokli pret zemi. Zemes stacija ir atbildīga par periodisku korekciju sūtīšanu, savukārt uztvērēju prototipi (kuriem jābūt savienotiem ar ļoti lieliem datoriem, lai ātri iegūtu Doplera aprēķina rezultātu) mēģina iegūt savu atrašanās vietu. Programmai, kas dzimusi tajā pašā gadā kā Explorer-1,un apstākļos, kad joprojām ir īpaši grūti nokļūt orbītā, tas ir ļoti, ļoti ambiciozs …
Mūsdienu ideja!
Turklāt prototipa izlaišana 1959. gada septembrī bija neveiksmīga: līdz Transit-1B nonākšanai orbītā vajadzēja vairāk nekā sešus mēnešus - 1960. gada 13. aprīlī. Bet Baltimoras pētnieki ir paveikuši labu darbu: teorija un viņu aprēķini darbojas! Tomēr joprojām ir jāizveido virkne satelītu. Šie pirmie trīs “kosmosa sacensību” gadi ir ļāvuši gūt labus panākumus, un plaukst mazo vienību zvaigznāju projekti: vieni radara jaudai, citi augstas izšķirtspējas filmu ruļļiem … Un Oskara satelīti. Tranzīta projektam.
Transit 4A pārklājums ar Greb-3 (augšējā) un Injun (vidējais) satelītiem pirms pacelšanās. Kredīti Jāņa Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijā
5 operatīvo satelītu zvaigznājs 1100 km augstumā un tīrā polārā orbītā, kas iet gandrīz precīzi virs pola, ar vairākām “rezerves” vienībām neveiksmes vai palaišanas kļūmes gadījumā. Turklāt nav viegli miniaturizēt aprīkojumu, kad raķetes, kas ļauj ņemt vērā šīs mazās dārgakmeņu dārglietas, uzliek kravas zem 100 kg … Pirmie operatīvie satelīti paceļas 1962. gadā, un ASV flote sāks regulāri izmantot Tranzīta tehnoloģija 1964. gadā.
Kodolenerģija, lai palīdzētu tranzītam?
Tā ir atkārtota problēma ar lielo kosmosa valstu pirmajām satelītu saimes: kā panākt, lai tās nonāktu palaišanas iekārtās, kurām ir zema jauda, vienlaikus uzlabojot veiktspēju? Fotoelementu saules paneļi joprojām ir sākumstadijā, raža ir zema, komponenti neizdodas un baterijām ir ko uzlabot. Tātad, kāpēc neiet uz kodolenerģiju? Nozare, lietosim izteicienu, plaukst. Jau kādu laiku ir parādījušās jaunas ierīces, kas spēj radīt elektrību, pārveidojot plutonija palešu siltumu, kas ir aizslēgtas noslēgtos traukos.
Šis lauks ir tik daudzsološs, ka pirmais radioaktīvais termoelektriskais ģenerators (RTG) ir uzstādīts diviem Transit-4A un Transit 4B prototipiem. Un tas darbojas … ļoti ierobežotā veidā, mašīna piegādā 2,5 vatu jaudu (uz pusi mazāk nekā USB ports). Tomēr šie pētījumi ir daudzsološi. Neskatoties uz ierobežoto plutonija ražošanu un faktu, ka NASA cenšas pēc iespējas vairāk atgūties savām ilgtermiņa misijām, kuras notiek, it īpaši uz Mēness, vairāki Transit satelīti izmantos SNAP-9 paaudzes RTG reaktorus.
Lepnums par to, ka Martins Marietta (tagad - Lockheed Martin) ir samontējis satelītu Transit 4A, kurš pirmais satelītā ievietoja kodolierīci. Lockheed Martin Credits
Diemžēl 1964. gadā neveiksmīgas palaišanas laikā Tranzīta satelīta RTG sadalījās atmosfērā, dienvidu puslodes atmosfērā sadalot apmēram 1 kg plutonija 238. Pat ja veselības plānā notikumam ir absolūti niecīga ietekme (atcerieties, ka laikā, kad termoelektrisko bumbu izmēģinājumi netraucēja ar pincetēm), ASV flote un DARPA nolēma palēnināt šīs situācijas vispārināšanu. tehnoloģija, tā vietā koncentrējoties uz labākiem saules paneļiem.
2 minūtes uz virsmas, lai uzzinātu tās stāvokli
Tāpēc tranzīts darbojās no 1964. gada līdz 1996. gadam, un astoņdesmito gadu vidū to aizstāja, izmantojot citu zvaigznāju - GPS. No otras puses, tas bija gan efektīvs, gan ātrs savam laikam: stacionārs uztvērējs savu pozīciju uz zemeslodes varēja iegūt aptuveni divās minūtēs ar garantētu precizitāti 200 m (un patiesībā bieži vien mazāk nekā 50 m). Šī brīža varoņdarbs, jo ASV jūras spēki to vispirms izmantos zemūdenēm, lai pārkalibrētu savu inerciālo vienību un pielāgotu to ballistisko raķešu koordinātas, uz kurām tie sāk. Divas minūtes periskopa navigācijas!
Nav jautājums par vienas no šīm mašīnām nosūtīšanu ar nepareizām koordinātām (jau ar pareizajām …). ASV kredīti. Navy
Vienīgā problēma pirmajos programmas gados - ātrai Doplera maiņas aprēķināšanai bija nepieciešams dators: bija jāpārveido konkrēts modelis, jo flotes dienestā esošās vienības nepārvarēja zemūdeņu lūkas … Gadu sākumā 80, tranzīts tiek anekdotiski izmantots dažām civilām lietojumprogrammām, un, pateicoties uztvērējam, tas pat ļaus pārrēķināt Everesta kalna augstumu.
