Ошибки мировой космонавтики

Недавняя авария, связанная с давлением в баках, произошла с ракетой-носителем Falcon 9 от компании Space Х. Ее подготавливали для выведения спутника «Амос-6». В процессе работ произошел взрыв бака с гелием, который использовался для наддува бака с жидким кислородом второй ступени еще во время заправки ракеты. Этот инертный газ помогает создать давление, которое выталкивает окислитель в двигатель. Причем гелий сжат в своем хранилище до 250 атмосфер. Чтобы стенки выдержали, инженеры сделали их двухслойными – первый слой из алюминия, второй из углепластика. Несмотря на прочность, после аварии в цельных баках специалисты нашли вмятины. Между слоями появились пустоты, куда стал попадать кислород из соседнего бака. В этот раз гелий закачивался переохлажденным за несколько дней до старта. Считалось, что, во-первых, к моменту пуска вспомогательный газ нагреется, а во-вторых, пока он холодный, его плотность выше. При заправке температура гелия оказалась ниже температуры замерзания кислорода, и последний в полостях между слоями бака становился твердым. Затем окислитель нагревался на воздухе и мог воспламениться с резким увеличением давления. Спутник «Амос-6» был потерян еще до старта. После аварии конструкцию баков ракеты-носителя улучшили, а также стали заливать более теплый гелий.

Глава 6 Радио

В космосе никто не услышит твой крик.

Слоган серии фильмов «Чужой»

Чаще всего люди на Земле общаются с помощью звука. Он представляет собой колебательные движения в виде волны сжатия и разряжения среды. Звуковая волна может распространяться на большое расстояние и нести информацию. Закодировать ее можно изменением частоты колебаний. У человека физиологически это происходит так. Голосовые связки говорящего с помощью мышц вибрируют и толкают воздух. Колебание атомов атмосферы распространяется и доходит до уха собеседника, где под давлением маленькие косточки начинают двигаться и воздействовать на нервы. Мозг слушающего фиксирует это движение и обрабатывает информацию.

Звук в безвоздушном пространстве распространяться не может, так как сжиматься и расширяться там практически нечему. Другое дело – электромагнитные волны. Чаще всего для связи используются волны с не очень большой частотой колебаний. Они называются радиоволнами.

Принцип действия радиосвязи состоит в следующем. Колебания электрического тока в любом проводнике создают в окружающем пространстве волны электрических и магнитных полей. Это действие подобно вибрации связок. Таким полям не нужна среда для распространения, они сами переходят друг в друга. При этом электромагнитные волны распространяются со скоростью света. Когда они достигают антенны приемника, который представляет собой металлический проводник, они возбуждают в нем переменный электрический ток. В антенне есть свободные заряженные частицы – электроны, которые начинают двигаться, увлекаемые электромагнитным полем. Этот процесс аналогичен работе человеческого уха. Колебания тока можно зафиксировать, и по его изменениям расшифровать информацию. Этот наведенный ток очень слаб, но если в приемник подать достаточно тока той же частоты, что и у радиоволны, то можно вызвать резонанс. Подобрав нужную частоту, можно усилить, раскачать колебания в антенне, чтобы они стали заметны и их можно было расшифровать.

Однако далеко не всегда радиоволны могут дойти до Земли без искажения, особенно если учесть, что у нашей планеты есть слой ионосферы, который влияет на сигналы. Кроме того, Солнце, земные молнии и электрические приборы создают множество помех.

Ионосфера – это слой атмосферы Земли, где преобладают заряженные частицы – ионы. Они будут взаимодействовать с электромагнитным излучением, так как имеют электрический заряд. Причем явления могут быть совершенно разные, в зависимости от частоты волны. Сигнал может отражаться, словно свет от зеркала, может преломляться, словно свет в воде, может поглощаться, словно свет в черном предмете, может рассеиваться, переизлучаться, искажаться и т. д. Кстати, свет – тоже электромагнитная волна, и все явления, происходящие с ним, могут случиться и с радиоволнами.

На заре космонавтики из-за искажений связи и ее нечеткости возникали различные казусы. Забавный случай произошел с космонавтом Валерием Быковским на корабле «Восток-5». На Земле приняли от него сообщение о том, что «был космический стук», после чего корабль вышел из зоны приема, и связь пропала. Инженеры, конечно, забеспокоились, что за стук может быть в космосе. Может, вибрация или что-нибудь оторвалось? Как только космонавт снова смог выйти на связь, его сразу стали расспрашивать о «характере стука». Быковский удивился: «Какого стука?». «Космического стука, о котором вы говорили». – «Да не стука, а стула… сту-ла, стул, понимаете? У меня был стул, – расхохотался Быковский и для ясности добавил: – Я покакал. По-ка-кал!» Эта новость была желанной и радостной на Земле, ведь Быковский первым в мире совершил данное действие на орбите.