Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2002 № 11

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»

НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ

№ 11 ноябрь 2002

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Вести с орбиты

45 лет тому назад на орбиту был запущен первый искусственный спутник Земли. Он только и умел, что пищать «бип-бип». Ныне же без спутников не мыслят своей работы ни связисты, ни военные, ни метеорологи… Что же нового сделано в этой области за последнее время?

Наводнения нынешнего лета изрядно напугали многих. Теперь много говорят о необходимости предугадывать подобные природные катаклизмы. Специально для этого, а также для более точного прогнозирования погоды вообще на орбиту начали запускать метеорологические спутники нового поколения.

Первый из них был доставлен на орбиту в августе 2002 года с помощью французской ракеты-носителя «Ариан-5». Все три спутника серии «Метеосат» оснащаются камерами высокого разрешения, способными вести съемку как в видимой, так и в инфракрасной части спектра. Причем снимки могут поступать на Землю с интервалом в 15 минут по 12 каналам связи.

На спутниках предыдущего поколения снимки делались лишь раз в полчаса и могли быть переданы лишь по одному из трех каналов связи.

Аппаратура, помещенная на борту каждого спутника массой в 2 т, позволяет делать снимки с разрешением в 1 км. Этого вполне достаточно, чтобы определить, из чего именно — воды или кристалликов льда состоят облака над тем или иным регионом и соответственно предсказывать выпадение града или начало сильной грозы.

Кроме того, на первом спутнике MSG-1 установлен уникальный прибор GERB (геостационарный измеритель излучения Земли), который будет отслеживать, сколько энергии наша планета получает от Солнца и сколько отдает обратно. Подводя баланс, синоптики надеются разработать более точную математическую модель климата и делать более точные долговременные прогнозы.

В общем, новая аппаратура обещает повысить точность прогнозов погоды почти до 100 процентов. Но так ли это будет на самом деле? Посмотрим…

Так выглядит метеоспутник нового поколения.

Все началось еще несколько тысячелетий назад, когда люди впервые отважились выйти в открытое море. Потеряв из виду берега, они поняли, что могут ориентироваться только по небесным светилам — днем по Солнцу, ночью по звездам.

Следующий шаг в звездной навигации был предпринят осенью 1957 года, когда в СССР был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Лишь только утихли первые восторги по тому поводу, что теперь и люди способны создавать космические тела, специалисты начали понимать, что ориентироваться с помощью искусственных звезд куда удобнее, чем естественных. Спутники всегда совершенно точно следуют составленному расписанию, их можно засечь, когда на небе не видно ни зги — по радиосигналам. Во всяком случае, уже в 60-е годы XX века американские специалисты начали использовать для целей навигации спутники серии «Транзит».

Первые спутниковые навигационные системы использовались в основном военными — моряками с подводных лодок и экипажами стратегических бомбардировщиков, барражировавшими в районе Северного полюса, где из-за магнитных бурь, особенностей климата весьма сложно использовать обычные средства и методы навигации. Здесь же, получив азимуты 2–3 навигационных спутников, зная по расписанию, где именно они в этот момент находятся, штурман имел возможность довольно точно вычислить свое местоположение. А использование эффекта Доплера, согласно которому движущийся объект изменяет частоту собственного излучения по определенному закону, позволяет вычислить также направление и скорость собственного передвижения.

Такие навигационные системы оказались настолько удобны в эксплуатации, что со временем их начали использовать и штурманы гражданских судов, экипажи авиалайнеров, совершавших трансатлантические рейсы. А ныне с помощью спутников и всемирной навигационной системы GPS родители присматривают за своими малыми детьми, не выходя из кухни. В течение 60 с местоположение малыша определяется с точностью до нескольких метров. Для этого нужно лишь послать запрос со своего домашнего компьютера, воспользовавшись специальным паролем.

Ребенок же должен иметь на руке небольшой приборчик, чем-то похожий на обычные наручные часы. Он-то и выполняет роль радиомаяка.

Кроме того, прибор действительно показывает точное время, способен выполнять функции пейджера, сохраняя в своей памяти до 10 страниц информации, и, наконец, при нажатии двух кнопок сразу передает в полицию сигнал тревоги.

Прибор оснащен специальным браслетом, который невозможно расстегнуть без помощи специального ключа. Трудно его и разрезать.

Прибор определения индивидуального местоположения напоминает электронные наручные часы.

Студенты Берлинского технического университета создали серию простых и дешевых спутников, к которым проявили интерес многие серьезные компании. И это не случайно. Серия спутников «TUBsut» (спутники Технического университета Берлина) весьма неплохо себя зарекомендовала.

Сам же центр, расположенный на чердаке одного из университетских зданий, построенных еще в 60-е годы XX века, на первый взгляд напоминает любительскую радиомастерскую. Тем не менее, вся техника, расположенная здесь, исправно работает, обеспечивая выполнение целого ряда задач.

Ян Хенрик Блайх, научный сотрудник Института авиации и космонавтики ФРГ, курирующий этот проект, рассказывает, что связь со спутниками устанавливается уже в тот момент, когда они возвышаются всего лишь на 4 градуса над уровнем горизонта. И за те четверть часа, пока спутник пересекает видимый небосвод, проводится передача и прием данных, различные эксперименты.

Используя материалы, которые можно купить в магазине радиотоваров, студенты спроектировали и построили ряд специализированных спутников для разных целей. Так, один из них, отправленный в космос еще в 1991 году, по сей день передает на Землю данные. Правда, далеко не всегда бывают такие удачи. Другой спутник проработал на орбите всего 39 дней, после чего замолчал…

Профессор Удо Реннер, которому принадлежит идея создания студенческого спутникового центра, рассказал историю его появления. В 1985 году профессор поинтересовался у своих студентов, какие проекты они разрабатывают во время учебы. Оказалось, что большинство из них размышляют над фантастическими идеями. Скажем, каким образом эвакуировать людей с Марса, если вдруг выяснится, что к нему приближается некий астероид…

Профессор задумался: стоит ли расходовать молодые мозги на решение задач, практическая необходимость в которых может никогда и не возникнуть? Не лучше ли переключиться на решение задач, которые нужны именно в настоящее время?

«Как раз тогда я вычитал, что в университете штата Юта студенты разработали и изготовили микроспутник, который был запущен прямо с борта очередного «челнока», вышедшего на орбиту, — вспоминает профессор. — И я предложил своим ученикам сделать нечто подобное…»

Вскоре студенты разработали проект спутника, который мог делать с орбиты снимки лучшего качества, чем американский.

С того все и пошло.

Вот как, например, решает задачу выдачи конкретной информации по тому или иному региону Земли один из современных студенческих спутников. При получении задания он обозревает участок площадью 28 кв. км — 7 км в длину и 4 км в ширину. И картинки меняются с огромной быстротой по мере того, как спутник перемещается по своей орбите. Однако при этом камера имеет встроенный трансфокатор и может поворачиваться, не выпуская из виду пойманный объект.

Как только она получает с Земли команду, тут же производит серию фотоснимков с необходимым разрешением. На снимке будут видны не только все улицы, дома, но и все объекты величиной порядка 6 м — поезда, самолеты, автомобили, корабли и другие виды транспорта. Причем, например, если корабль движется, то по кильватерному следу можно легко определить направление и скорость его перемещения.

Снимки эти можно делать даже в автоматическом режиме, задав спутнику координаты того объекта, который вы хотите сфотографировать.

Ныне аппарат немецких студентов находится на орбите высотой в 800 км и снижается со скоростью порядка 1 км в год. Это означает, что он может просуществовать в космосе не одно столетие. Правда, за это время его батареи наверняка выйдут из строя. Но, в принципе, ведь их можно и поменять.