Земля, космос и... разведка

В начале XX в. военные самолеты применялись в основном для разведывательных целей.

Пилот смотрел на землю и старался запомнить все, что видел. Снизу в него стреляли, и нередко винтовочная пуля могла вывести из строя несовершенный летательный аппарат.

Поэтому стремились летать выше и выше. Но чем выше, тем хуже видно. На помощь пришла фотография.

Фотография была изобретена в сороковых годах XIX в. и в течение более чем полувека оставалась в основном ремеслом, ярмарочной забавой. Только появление и развитие в конце XIX в. кинематографа и авиации дало мощный толчок развитию фотодела.

Конструкторы авиационной фототехники решили много сложных проблем, возникших в связи с повышенными требованиями к качеству снимков. Фотоаппарат на самолете превратился в сложную систему, оброс всевозможными приспособлениями, предохраняющими его от толчков, вибрации, чрезмерно высоких и низких температур, загрязнения оптики от двигателя и т. д. Введена компенсация сдвига изображения местности на фотопластинке вследствие перемещения самолета во время съемки. Все это позволило значительно улучшить качество аэрофотосъемки.

В 1960 г. в космос был запущен первый американский разведывательный спутник. Сразу после запуска стало ясно, что проблему разведки из космоса решить не просто.

Высота съемки возросла по крайней мере раз в пятнадцать по сравнению с аэрофотосъемкой. Скорость движения фотоаппарата увеличилась в 15—20 раз, местность под спутником проносилась со скоростью 8 км/сек.

Кроме того, поведение фотооборудования в космических условиях было еще слабо изучено. Аппарат и оборудование, сделанные на Земле, в космосе подчас вели себя самым неожиданным образом. В зарубежной практике был, например, такой случай: линзы фотообъективов одного из спутников-разведчиков покрылись темными пятнами. Качество снимков резко снизилось. Начались лихорадочные исследования, но загадочные пятна вдруг исчезли сами по себе так же неожиданно, как и возникли.

За спутник взялись всерьез. В течение нескольких лет он интенсивно разрабатывается: сначала под названием «Пайд-Пайпер», затем — «Самос».

11 октября 1960 г. на военной базе Пойнт-Аргуэльо (штат Калифорния) была установлена 30-метровая ракета «Атлас-Аджена» со спутником «Самос-1», однако при запуске отказала вторая ступень.

Подготовка следующего запуска длилась около четырех месяцев. Наконец 31 января 1961 г. «Атлас-Аджена» вывела «Самос-2» на орбиту.

В 1961—1962 гг. для спутников-разведчиков наступила «страдная пора». За два года было запущено более 30 секретных спутников.

Орбита разведывательного спутника, как правило, полярная, круговая, небольшой высоты (200—500 км). Большое число запусков объясняется ограниченным количеством фотопленки и ограниченными сроками ее сохранности в космических условиях.

Спутник «Самос» (в отличие от других американских спутников) не отделяется от последней ступени ракеты- носителя, составляя с ней единое целое. Он представляет собой остроносый 7-метровый цилиндр диаметром 1,5 м и весом 1960 кг.

В полете спутник все время повернут носом к Земле, так как в носовом конусе находятся объективы фотокамер. Камеры работают не постоянно, а только по команде с Земли, что дает возможность выбора объектов съемки.

Спутники типа «Самос» являются основными фоторазведчиками США. Они регулярно запускаются в космос уже в течение пяти лет.

Возможны два способа передачи данных на Землю.

Данные можно передавать обычным фототелеграфным способом, преобразуя видимое изображение в последовательные электромагнитные сигналы и излучая их наземным станциям. Некоторое время так и делали.

Существует, однако, и более простой способ — возвращать на Землю контейнеры с отснятой пленкой, периодически вылавливая их из океана. Первичный снимок всегда лучше, чем его фототелеграфная копия. Контейнеры снабжаются тормозной двигательной установкой. Сообщается, что контейнеры регулярно опускаются в Тихий океан. Опускающиеся на парашютах контейнеры перехватываются в воздухе самолетами или, если это не удается, вылавливаются из воды.

В условиях современной войны огромное значение приобретет своевременное сообщение о запуске баллистических ракет с территории противника.

Обнаружение ракет и слежение за их полетом с Земли сейчас чаще всего ведется радиолокационными методами. Наземная станция излучает импульсный сигнал, который, отражаясь от ракеты и возвращаясь к приемникам станции, дает возможность определить скорость и траекторию ее движения.

Радиолокационная станция может работать лишь в пределах видимого горизонта. Делаются попытки обнаружения снаряда за горизонтом методом использования преломления коротких радиоволн в атмосфере.

В западной печати сообщалось, что, несмотря на крайнюю сложность системы раннего обнаружения баллистических ракет, засечь приближающийся снаряд все же не удается раньше, чем за 10—15 мин до момента его падения.

Чтобы иметь максимум времени на подготовку к отражению атаки, необходимо, очевидно, засечь время старта ракеты либо ее движение на активном участке.

Эту задачу можно было бы выполнить с помощью системы спутников Земли, если они будут иметь приборы, способные обнаружить баллистическую ракету среди множества объектов на Земле и в космосе.

Очевидные отличия ракеты от прочих объектов:

— ракета движется в пространстве с большой скоростью;

— ракета имеет характерную форму;

— траектория движения ракеты резко отличается от траекторий движения прочих объектов;

— ракеты являются источником мощного инфракрасного излучения.

Используется последнее свойство. Опознающий прибор (детектор), помещенный на спутнике, должен выделить излучение ракеты. Наиболее легко распознаваемо излучение факела работающего двигателя ракеты.

Излучение всякого объекта обладает характерным спектром: одних частот в нем больше, других меньше. Прибор должен уловить эту характерность спектра.

Изготовить подобный прибор не так просто. Инфракрасный спектр делится на несколько участков по длинам волн. Для каждого участка существуют свои чувствительные элементы. Например, участок спектра, близкий к видимым лучам (длина волны 0,7—1,3 микрона), лучше всего узнается с помощью обычных фотографических бромо-серебряных эмульсий, к которым добавляются специальные красители. Более длинные волны обнаруживаются, например, с помощью термосопротивлений.

В 1960—1962 гг. в США было произведено несколько запусков спутников по программе «Мидас». В марте 1961 г., через год после первого запуска, программа была засекречена.

Цилиндрический спутник «Мидас» по виду и размерам напоминает разведывательный спутник «Самос». Однако его вес несколько больше — 2270 кг. Спутники типа «Мидас» запускались на высоты от 400 до 4000 км с большим наклоном орбит к плоскости экватора.

В процессе запусков выявилось несовершенство инфракрасных устройств спутника. Спутник «Мидас» конструктивно очень сложен. Он состоял из 60 ООО деталей. После проверки надежности выяснилось, что оборудование спутника может работать без поломок только в течение 10 часов. Ассигнования на программу «Мидас» были резко сокращены. Осуществление проекта значительно замедлилось, и в сентябре 1963 г. последовало официальное сообщение об отказе США от программы «Мидас».

Нельзя, однако, забывать: то, что дорого и сложно сегодня, может оказаться достаточно дешевым и простым завтра.

Беспилотный спутник может выполнить еще одну важную задачу: определить координаты и мощность ядерного взрыва в атмосфере и космосе.

Ядерный взрыв сопровождается мощными излучениями следующих видов:

— световое излучение, продолжающееся десятые доли секунды;

— тепловое излучение, продолжающееся несколько секунд;

— а-излучение — поток ядер гелия; а-частицы распространяются лишь на десятки метров от эпицентра взрыва;

— р-излучение — поток электронов или позитронов; 3-частицы также не могут распространяться слишком далеко;

— у-излучение — мощный поток электромагнитной энергии, возникающий при колебаниях ядерных частиц вещества. Отличается большой интенсивностью и проникающей способностью. Радиус распространения неограничен;

— рентгеновское излучение — поток электромагнитной энергии, возникающий при колебаниях электронов, наиболее близких к ядру атома. Радиус распространения неограничен;

— потоки высокоскоростных нейтронов с высокой проникающей способностью и большим радиусом распространения.

Последние три вида излучения могут быть использованы для обнаружения ядерного взрыва.

Рентгеновское излучение направляется на специальный прибор, внутри которого расположен набор пластинок. При столкновении с первой пластинкой рентгеновское излучение выбивает из нее электроны, поток электронов направляется на вторую пластинку, где рождается более мощный электронный поток, и т. д. На десятой — пятнадцатой пластинке уже можно обнаружить значительный электрический ток. По мощности тока судят о мощности излучения. Такие приборы называются электронными умножителями.

Несколько иначе опознается излучение. Излучение рождает в веществе световой луч. Последний, падая на светочувствительную пластинку, выбивает из нее электроны. Первичный электронный поток направляется в электронный умножитель.

Нейтронный поток замерить несложно. Быстрый нейтрон, попадая в пространство между двумя противоположно заряженными пластинами, ионизирует среду между ними. Ионы оседают на пластинах в зависимости от знака. Потенциал пластин изменяется, и по этому изменению судят о мощности нейтронного потока.

При конструировании детекторов радиоактивных излучений могут быть использованы и другие принципы.

Спутник для обнаружения ядерных взрывов в США разрабатывается с 1961 г. по программе «Вела-Хоутел».

Кроме обычного оборудования (источники энергии и система связи с Землей), спутник имеет на борту детекторы рентгеновского, у- и нейтронного излучений. Для каждого вида излучения имеется несколько детекторов. Сигнал о взрыве может быть передан спутником лишь при одновременном срабатывании всех детекторов.

Разведывательные спутники уже в настоящее время широко используются в США. В будущем предполагается применять спутники для управления войсками, для координации военных действий на поверхности планеты, в атмосфере и т. п.