Выяснилось, что, несмотря на многие причины, вызывающие разрушение «скин-слоя», восстановление его происходит сравнительно быстро.
Свойства «скин-слоя» довольно причудливы. Например, «скин-слой» в известном смысле оптически прозрачен для падающей солнечной радиации. А вот затраты на испарение и ряд других физических процессов «скин-слой» может изменять на 10–15 %. Выяснено, что температура «скин-слоя» существенно влияет на характеристики процессов взаимодействия океана и атмосферы.
Из всего этого вырисовывается вывод: необходимо проведение серьезных и длительных исследований, чтобы досконально изучить этот таинственный «скин-слой» инаучиться однозначно определять температуру поверхностного слоя в океане, выяснив температуру «скин-слоя» по измерениям из космоса.
За последние годы изучение океана из космоса продвинулось существенно вперед. Запуск океанографических ИСЗ «Космос-1076» и «Космос-1151», запущенных соответственно 12 ноября 1979 г. и 23 января 3980 г., преследовал цель отработать методику определения температуры водной поверхности, интенсивности волнения и силы ветра, характеристик ледяного покрова, влажности атмосферы, интенсивности осадков, а также определения оптических характеристик водных масс по виду спектра излучения, отраженного от водной поверхности.
На одном из метеорологических ИСЗ «Метеор» установлено оптико-механическое сканирующее, устройство, позволяющее наблюдать и фиксировать крупномасштабные вихри в атмосфере и океане, изменения их формы и направления движения, что необходимо знать для определения влияния системы океан – атмосфера на колебания погоды.
Спутниковые снимки шельфовых районов, для которых характерно существенное воздействие стока рек, используются для того, чтобы по контрастам фототона из-за различий в оптических характеристиках морских и речных вод определять концентрацию органических и минеральных взвесей, что прямо связано с уровнем биологической продуктивности этих водных акваторий.
Космические снимки помогли даже обнаружить древнее русло Волги. Оказалось, что, когда на месте Каспийского, Азовского и Черного морей, а также современного Предкавказья была акватория древнего моря, устье Волги располагалось севернее г. Грозного, столицы Чечено-Ингушской АССР. Постепенно река смещалась на восток. В далекие геологические времена, когда Каспийское море отделилось от Мирового океана, Волга несла свои воды в него с запада. С годами дельта Волги смещалась на север, а ее русло – на восток, пока они не заняли нынешнего положения. Космические снимки дали и практическую пользу, так как древнее русло Волги перспективно в части поиска пресных подземных вод. Наивно было бы думать, что использование для изучения океана ИСЗ может заменить работу многочисленных НИС. До этого еще очень далеко. В течение значительного периода времени НИС останутся основным и незаменимым научным инструментом в океанологии. Тем более нужны будут суда космической службы для управления полетами спутников.
Более 20 лет назад во многих зарубежных газетах были напечатаны сенсационные сообщения о появлении на просторах Атлантического океана нового необычного советского судна с тремя огромными шарами, установленными на надстройках.
Некоторые недобросовестные иностранные журналисты опубликовали небылицы, в которых пугали обывателей появлением в океане сверхсекретного советского судна-«шпиона». Однако у лжи оказалась короткая жизнь. Вскоре действительность разоблачила антисоветские измышления наших недругов.
Во время стоянок в иностранных портах на новом НИС АН СССР «Космонавт Владимир Комаров» (так называлось «таинственное» судно с шарами) побывали тысячи посетителей. Им была предоставлена возможность познакомиться с судном и оборудованием, а также дана исчерпывающая информация о его назначении. В частности, любознательные посетители убедились, что загадочные шары служат всего лишь прикрытием от непогоды зеркал антенн, направленных в космическое пространство.
Сейчас к судам космической службы АН СССР, регулярно посещающим для пополнения судовых запасов и отдыха экипажей многие порты мира, уже привыкли, и их необычный облик не вызывает ненужных кривотолков.
НИС космической службы – детища космического века. Они выполняют роль измерительных пунктов, предназначенных для контроля и управления полетом спутников и межпланетных станций. Наша страна велика и необъятна. Но даже обширной территории нашей страны недостаточно, чтобы обеспечить непрерывный контроль за космическими полетами. Для этого необходимо разместить измерительные пункты за пределами нашей Родины.
Эту роль выполняют суда космической службы – подвижные измерительные пункты. Их главное преимущество перед наземными пунктами – возможность перехода в любую точку Мирового океана, наиболее выгодную для обеспечения контроля и управления полетом. 14 июля 1971 г. явилось знаменательным днем в истории свершения советской космической программы. В этот день был поднят Государственный флаг СССР на флагмане научного флота космической службы, самом крупном НИС в мире «Космонавт Юрий Гагарин».
При разработке проекта этого НИС в его основу конструкторы положили корпус и ЭУ серийного танкера, неплохо зарекомендовавшего себя в эксплуатации. Постройка судна началась на стапеле одного из ленинградских судостроительных заводов в марте 1969 г., и уже в октябре того же года судно спустили на воду.
Строительство продолжалось немногим более двух лет, а 16 июля 1971 г. судно ушло из Ленинграда в порт приписки Одессу. В декабре того же года НИС вышло в свой первый длительный экспедиционный рейс в Атлантический океан.
По своим размерам (длина 232 м), конструкции, оснащению космическими системами и исследовательским возможностям судно не имеет себе равных в мире.
Комплекс космического научно-технического оборудования, установленный на судне, обеспечивает одновременную работу с двумя космическими объектами и способен передавать на них команды, производить траекторные измерения, принимать телеметрическую, научную информацию и телевизионные изображения, обеспечивать двухстороннюю телефонно-телеграфную связь с космонавтами.
Для управления космическими объектами судно оборудовано уникальной системой приема и передачи радиосигналов. Основу ее составляют остронаправленные приемные и передающие антенны, мощные радиопередатчики и высокочувствительные радиоприемники со входными параметрическими усилителями, охлаждаемыми жидким азотом.
Характерной архитектурной деталью внешнего облика судна являются четыре главные параболические антенны, установленные на мощных барбетах.
Если считать от носа, то вторая, третья и четвертая главные антенны входят в состав космической командно-измерительной системы. Через них ведется передача и прием радиосигналов в различных диапазонах радиоволн. Третья и четвертая антенны имеют диаметр зеркал 25 м, а вторая – 12 м. Носовая первая 12-метровая антенна предназначена для связи через спутники-ретрансляторы «Молния» с Центром управления космическими полетами.
Система управления антеннами обеспечивает автоматическое сопровождение космических объектов по приходящим радиосигналам и наведение по заранее рассчитанной программе. Система так надежно спроектирована, что может работать при штормовом ветре до 9 баллов и сильном волнении моря.
Все параболические антенны снабжены трехосной системой стабилизации, компенсирующей качку корабля. Эта система учитывает даже прогиб корпуса судна да волнение. Углы изгиба корпуса в диаметральной плоскости ватерлинии (с точностью до 40 угловых секунд) поступают в систему стабилизации от специальных датчиков. Вот какая необходима точность, чтобы обеспечить надежную связь с космическими объектами.
Обычно измерение деформации судового корпуса производит луч света или даже луч лазера. Для этого в подпалубном пространстве прокладывают трубу – световой канал. Если изгиба корпуса нет, то луч в конце светового канала попадает в центр мишени из светочувствительных элементов. При изгибе корпуса на волнении луч смещается от центра мишени, и за счет этого сигнал, пропорциональный смещению луча, поступает в систему стабилизации и управления антеннами.
Система крепления, управления и стабилизации антенн, установленная на судне, уникальна. Ведь масса 25-метровой антенны составляет 240 т, а 12-метровой – 180 т. Да и площадь антенн велика. Четыре главных параболических зеркала антенн имеют общую площадь 1220 м 2, так что при развороте их на борт (что является характерным положением при начале сеанса связи с космосом) они обладают значительной парусностью и воспринимают большие ветровые нагрузки.
Само наличие на палубе и надстройках таких крупных антенных устройств, которых не имеет ни одно НИС в мире, поставило перед конструкторами сложную задачу по обеспечению остойчивости судна. Ведь масса четырех главных космических антенн вместе с фундаментами составляет 1000 т, и размещены они на уровнях, высота которых от ватерлинии равна высоте 5– и 8– этажного дома. А центры тяжести больших зеркал антенн находятся на высоте от ватерлинии, соответствующей высоте 12-этажного дома. Но конструкторы отлично справились со своей задачей: остойчивость НИС «Космонавт Юрий Гагарин» позволяет ему плавать при самом бурном состоянии моря.
С помощью автоматизированного комплекса системы местоопределения удается надежно привязать к географическим координатам точки в Мировом океане, в которых проводятся сеансы связи с космическими объектами. Данные астрономических наблюдений в виде радиооптических сигналов автоматически вводятся в ЭВМ. Туда же поступают преобразованные сигналы от навигационных спутников. Гироскопические приборы с точностью до нескольких угловых минут передают в ЭВМ сведения о курсе судна, бортовой и килевой качке и рыскании. Скорость судна относительно воды и морского дна замеряется индукционными и гидроакустическими лагами. Специальные приборы измеряют скорость перемещения судна при качке на волнении, что необходимо для учета поправок при траекторных измерениях скорости космических аппаратов. ЭВМ, обрабатывая все поступившие данные, вырабатывает и выдает текущие координаты места судна. Только при учете всех перечисленных величин возможно достичь точности определения места судна в океане, необходимой для обеспечения устойчивой связи с ИСЗ и межпланетными станциями.
В последующие годы строительство новых судов космической службы продолжалось. В 1977–1979 гг. вошла в состав флота космической службы серия малых судов: «Космонавт Владислав Волков», «Космонавт Георгин Добровольский», «Космонавт Виктор Пацаев», «Космонавт Павел Беляев». Как видим, эти суда названы в память погибших космонавтов.
Вообще-то эти суда водоизмещением 8950 т совсем не малые. А названы они так потому, что перед ними поставлены более ограниченные задачи, чем перед судами, о которых рассказано ранее. Ясно одно: значение всех судов космической службы в обеспечении советской космической программы исключительно велико.
Вполне понятно, что управлять работой ИСЗ совсем не просто, для этого необходимы солидные технические средства не только на материке, но и в океане. Но с получением на Земле спутниковой океанологической информации трудности с ее использованием только начинаются. Очень сложно эту информацию правильно расшифровать, нелегко научиться однозначно ее прочитывать.
В связи с этим дважды Герой Советского Союза космонавт Георгий Михайлович Гречко привел любопытный пример: «Когда снимок акватории у Фолклендских (Мальвинских) островов (сделанный им с борта станции «Салют-6» в 1978 г.) впервые обсуждался в одном из институтов, то произошел следующий разговор между специалистами. Один из них, указывая на светло-зеленое пятно, заявил, что это, безусловно, планктон и там могут находиться косяки рыб.
Другой сказал, что на фото изображена область распространения синезеленых водорослей, которые рыба не ест, а потому никакого скопления жаброхвостых там быть не может.
Третий выразил уверенность, что это область особого рода волнения воды, которая с космической высоты воспринимается как зеленая, а на самом деле ничем не отличается от соседних. Три разных мнения, и такие противоречивые. Только реальные сведения, добытые непосредственно на местности, помогли бы разрешить этот спор или сделать его вообще ненужным. Вывод: без взаимодействия с надводными и подводными исследованиями эффективность космических экспериментов в области океанологии едва ли может быть высокой».
Поэтому так важна работа на контрольно-калибровочных полигонах, где отрабатывается методика дистанционного зондирования и идентификации физических образований в океане и их параметров. На таких полигонах одновременно производится замер океанологических параметров со спутников, самолетов, НИС. Затем полученные данные сравниваются, изучаются и расшифровываются космические снимки, сделанные с ИСЗ, определяются погрешности спутниковой аппаратуры и точность замеров океанологических параметров.
Примером таких полигонных исследований является проведенный в нашей стране осенью 1983 г. эксперимент «Интеркосмос – Черное море». В ходе эксперимента наблюдения за водной поверхностью велись одновременно с автоматического ИСЗ «Метеор», с орбитальной станции «Салют-7», с борта самолета-лаборатории Ан-30, НИС «Профессор Колесников» и «Комета-637», со стационарной океанологической платформы.
В августе 1984 г. подобный эксперимент был повторен, причем отрабатывались именно методические задачи по дистанционному определению характеристик водной поверхности. Съемки отдельных участков акватории вновь велись одновременно со станции «Салют-7», специализированного геофизического спутника «Космос-1500», самолетов-лабораторий, с борта НИС «Михаил Ломоносов» и «Профессор Колесников».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28