2017-12-14
561
Перед первыми АМС, направленными в дальний космос, не ставилась задача полета к конкретным планетам, они главным образом были предназначены для изучения полей и частиц в межпланетном пространстве при отсутствии влияния Земли. Магнитное поле Земли защищает жизнь на планете от солнечного ветра — очень слабого, постоянно истекающего из солнечной атмосферы потока ионизированных частиц, которые движутся у Земли со средней скоростью 400 км/с. Первая АМС «Пионер-5» была запущена 11 марта 1960 г. на эллиптическую околосолнечную орбиту с высотами перигелия и апогелия соответственно 0,8 и 1 а. е. (а. е. — астрономическая единица, равная расстоянию от Земли до Солнца). Последняя передача с борта аппарата была принята с расстояни 36,5 млн. км.
Программа «Пионер» была возобновлена в 1965 г. с целью продолжения исследований межпланетного пространства из различных точек вблизи земной орбиты. Пять космических аппаратов были успешно запущены на орбиты вокруг Солнца, расположенные как с внешней, так и с внутренней сторон орбиты Земли. Каждый аппарат был рассчитан на активное существование в течение шести месяцев, однако все аппараты работали более длительное время, передавая на Землю информацию высокого качества. Полученные данные показали, что солнечный ветер имеет спиральную структуру, подобно водяной завесе от дождевальной установки, что обусловлено вращением Солнца с периодом 27 сут. Наряду с высокоорбитальными спутниками Земли аппараты «Пионер» позволили установить, что магнитное поле Земли сжимается под действием солнечного ветра со стороны, обращенной к Солнцу, и растягивается по крайней мере до 5 млн. км по другим направлениям, т.е., образно говоря, развевается подобно флагу.
В 1974 г. была запущена первая из двух АМС «Гелиос» (ФРГ) для проведения исследований на расстояниях от Солнца всего лишь 0,2 — 0,3 а. е. При ближайшем подлете к Солнцу «Гелиос-1» и «Гелиос-2» (запущенный в 1976 г.) испытали всю силу его излучения, интенсивность которого здесь была в 25 раз больше, чем на поверхности Земли. В этих полетах созданный человеком объект впервые приблизился к Солнцу на минимальное расстояние, составляющее половину высоты орбиты ближайшей к Солнцу планеты Меркурий. Информация от этих и других космических аппаратов была результатом непосредственных измерений характеристик Солнца, частиц и полей солнечного и галактического происхождения, что позволило лучше понять их влияние на земной климат в совокупности с другими факторами (об АМС «Гелиос» см. с. 96).
Полеты к Венере
Одно из наиболее ярких светил ночного неба — покрытая облаками планета Венера — стало одной из первых целей полетов АМС. Как было указано, межпланетные станции запускаются на переходные эллиптические орбиты, касательные к орбитам Земли и планеты, на которую совершается перелет. Если АМС должна подняться выше земной орбиты, ее скорость относительно Солнца должна быть увеличена. Если же АМС должна приблизиться к Солнцу, ее относительное движение необходимо замедлить. Для полетов к Венере или Марсу скорость обычно должна быть соответственно уменьшена или увеличена по отношению к скорости вращения Земли вокруг Солнца (30 км/с) на 3,5 км/с без учета влияния гравитационного поля Земли.
Впервые возможность запуска АМС появилась в конце 1960 г., когда в СССР была создана первая ракета-носитель А-2-е.
В феврале 1961 г., воспользовавшись «окном» для запусков к Венере, Советский Союз запустил АМС «Венера-1», которая прошла на расстоянии около 100 тыс. км от Венеры и вышла на околосолнечную орбиту.
В следующее «окно» для запусков к Венере и Марсу с августа по ноябрь 1962 г. в Советском Союзе была успешно выведена на орбиту вокруг Солнца АМС «Марс-1», радиосвязь с ней поддерживалась до расстояния 106 млн. км, а затем прекратилась до пролета аппарата вблизи планеты.
США в 1962 г. также использовали возможность для запуска к Венере двух космических аппаратов «Маринер». Пуск «Маринера-1» оказался неудачным. Спустя месяц, 27 августа 1962 г., «Маринер-2» был успешно выведен на траекторию, которая обеспечила запланированный пролет на расстоянии ~35 тыс. км от Венеры 14 декабря 1962 г. «Маринер-2» не обнаружил ни магнитного поля, ни радиационных поясов вокруг Венеры. По данным двух радиометрических тепловых датчиков, направленных на диск планеты, было установлено, что ее поверхность сухая и раскаленная, имеет температуру порядка 425° С. Атмосферное давление на поверхности оценивалось величиной, по крайней мере в 20 раз превышающей земное давление на уровне моря (т.е. 20 атм).
АМС семейства «Маринер» были запущены к Венере еще дважды: «Маринер-5» в 1967 г. и «Маринер-10» в 1973 г. «Маринер-5» пролетел на расстоянии около 4000 км от Венеры и передал дополнительные данные об атмосфере планеты, в том числе доказательство свойства сверхпреломления света. С «Маринера-10» были переданы первые телевизионные изображения Венеры. Глобальный обзор в ультрафиолетовом диапазоне спектра, начавшийся спустя 3 ч после момента ближайшего подлета к планете и продолжавшийся последующие восемь суток, позволил получить динамическую картину течений и турбулентных образований в верхних слоях атмосферы Венеры.
