БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (КО)

  К. Д. Бушуев.

Космический ракетный двигатель

Косми'ческий раке'тный дви'гатель, ракетный двигатель,предназначенный для установки на космическом летательном аппарате.

Космического полёта имитация

Косми'ческого полёта имита'ция,создание (воспроизведение) на Земле условий, близких к условиям космического пространства и космического полёта. В таких условиях проводят испытания материалов и оборудования, проверяют правильность их подбора и расчёта и определяют их пригодность для работы в космосе, а также для тренировки людей, которые будут участвовать в космическом полёте. Имитируют условия космического полета для испытаний элементов конструкций ракет-носителей (верхних ступеней), космических аппаратов (спутников и пилотируемых космических кораблей), ракетных двигателей, радиотехнического оборудования (антенн и др.) и др. исследований.

  Камеры для имитации космических условий обычно называют имитаторами. Имитаторы различного типа позволяют с определённой степенью точности воспроизводить отдельные параметры космического пространства. Это установки для имитации условий др. планет (например, Марса и Венеры); для изучения проблемы космического полёта человека и функционирования системы человек - машина, в частности для отработки операций на орбитальных станциях, а также проведения ремонта оборудования и спасения в аварийных ситуациях: для воспроизведения факторов, воздействующих на ракеты-носители на участке выведения (шум в сочетании с вибрацией, перегрузками и высокой температурой), и др. К имитаторам относится, например, барокамера,в которой испытывают целые космические корабли. Испытания электронного и механического оборудования проводят в центрифугах. «Водородную пушку» используют для создания условий вхождения космических аппаратов в атмосферу Земли и некоторых др. планет, «Пушка» представляет собой аэродинамическую трубу,в которой поток водорода со скоростью 48 000 км/чобтекает космический корабль. В ней, в частности, проводят изучение влияния на различные материалы бомбардировки микрометеорных частиц. В больших установках используют вычислительные машины (ЭВМ) для автоматического управления процессом испытаний по заданной программе, автоматизируют запись, хранение и обработку информации, полученной в ходе испытаний. Существуют барокамеры для испытаний космического оборудования в условиях комбинированного воздействия различных факторов космического полёта (солнечной радиации, вакуума, перепада температур и т. д.). Однако нет такого устройства, в котором можно было бы полностью имитировать сразу все условия космического полёта. Практически невозможно построить барокамеру большого объёма, создав в ней характерное для космоса разрежение до 10 ^-14 н/м ²(~10 ^-16 мм рт. ст.) .В таких больших камерах удаётся создавать давление 10 ^-4н/м ²(10 ^-6 мм рт. ст.) ,что соответствует разрежению на высоте около 330 кмнад Землёй. Такие условия вполне достаточны для испытания большинства узлов ракет-носителей и космических аппаратов, Для этого воздух откачивают последовательно ступенями или покаскадно, применяя паро-ртутные или паро-масляные диффузионные и криогенные вакуумные насосы . Кроме низкого давления, в барокамерах имитируют также освещенность и температуру в космосе. Солнечное излучение имитируют ртутными, ксеноновыми или дуговыми угольными лампами, которые обычно устанавливают вне камеры. Свет и тепло от этих источников системой отражателей направляются на кварцевые окна камеры, а затем через систему зеркал и линз, находящуюся уже внутри камеры, фокусируются и направляются на испытываемый объект. Для имитации низких температур (до-200 °С) стенки камеры имеют панели или змеевики, охлаждаемые протекающим по ним жидким азотом.

  Человека, участвующего в космическом полёте, необходимо защитить от опасного воздействия вакуума, невесомости,метеорной пыли и различных излучений, меняющихся в широком диапазоне. Камеры для испытаний космического корабля, предназначенного для полёта с человеком на борту, имеют аналогичную конструкцию и работают так же, как и камеры для испытаний материалов и оборудования, но в них предусмотрена быстрая разгерметизация в случае аварийной ситуации. Например, при подготовке полёта человека на Луну в США были созданы специальные барокамеры. В барокамере из нержавеющей стали, имеющей высоту 36,5. ми диаметр 19,7 м,испытывали космические корабли «Аполлон». Дуговые лампы в потолке и стены с криогенным охлаждением позволяют создавать в камере температуру от -180 до 125 °С, близкую к температуре на поверхности Луны. Разрежение в камере может достигать 10 ^-5 н/м ²(~10 ^-7 мм рт. ст.) .В барокамере высотой 13 ми диаметром 10,6 миспытывали снаряжение космонавта для выхода и пребывания его в открытом космосе и проводили температурные испытания лунной кабины корабля «Аполлон» с участием человека. Дуговые угольные лампы в потолке камеры имитируют солнечную радиацию, а охлаждаемые стенки позволяют создать температурные условия космического пространства. В камере можно поддерживать давление до 10 ^-4н/м ²(~10 ^-6 мм рт. ст.) .

  Исследования воздействия возникающих во время полёта перегрузок на космонавтов, узлы и системы корабля ведут в центрифугах, на которых создают ускорения свыше 30 gс различной скоростью нарастания. Кабина центрифуги имеет три степени свободы,что позволяет создавать перегрузки, действующие на космонавтов в различных направлениях. Изменяя частоту вращения центрифуги, получают такие же ускорения, как и возникающие при старте, в момент отделения ступеней ракеты-носителя и т. д. Изучение влияния перегрузок при очень высоких скоростях их нарастания в течении коротких промежутков времени ведут в имитаторах линейных ускорений. В них же изучают действие перегрузок торможения, возникающих, например, при вхождении космического корабля в плотные слои атмосферы или при его возвращении на Землю. Имитацию условий невесомости, возникающей в любом космическом полёте, производят на специально переоборудованных самолётах. Внутрь самолёта, летящего по баллистической кривой, помещают макет космического корабля, и космонавт учится входить и выходить из него, есть, пить и т. д. Недостатком такой имитации является кратковременность периода невесомости (25-35 сек) .На Земле нельзя всесторонне и полностью имитировать условия космического полёта, поэтому в период подготовки к полёту космонавты проходят обучение и тренировку на целом ряде специальных устройств, называемых тренажёрами. По принципу крепления (закреплены неподвижно пли могут перемещаться) тренажёры делятся на статические и динамические. Кроме того, по назначению различают 3 группы тренажёров: для ознакомления космонавтов с работой основных систем космического корабля; для изучения задач, которые космонавту предстоит решать в космосе, и накопления опыта для их выполнения: имитаторы полёта, на которых экипаж корабля тренируется в выполнении всего комплекса заданий, рассчитанных на полёт. Тренажёры, относящиеся к третьей группе, - статического устройства, по существу представляющие собой макеты космических кораблей, точно дублирующие внутреннее устройство натурных кораблей. В них воспроизводят шумы, которыми сопровождается запуск ракеты-носителя, воссоздают кинопроекторами и системами зеркал виды Земли и Луны, звёздного неба и их изменение при движении корабля по своей траектории. Приборы на панели управления дают необходимую информацию космонавтам. Показания приборов регистрируются счётно-решающими устройствами, сравнивающими показания с заданными параметрами и вносящими в эти показания соответствующие изменения. Имитаторы космического полёта позволяют экономить время и средства при разработке ракет-носителей и космических кораблей, знакомят космонавтов с условиями будущих полётов.

  Лит.:Краткий справочник по космической биологии и медицине, М., 1967; Юрок А. Ю., Здравствуй, Вселенная! [Подготовка летчиков-космонавтов]. М., 1961; Медицинские проблемы безопасности полетов. Сб. ст., пер. с англ. и франц., М., 1962; Первые космические полеты человека, под ред. Н. М. Сисакяна и В. И. Яздовского, М., 1962; Человек в условиях высотного и космического полета, пер. с нем. и англ., М., 1960; Шарп М., Человек в космосе, пер. с англ., М..1971.

  Г. А. Назаров.

Космическое право

Косми'ческое пра'вомеждународное, совокупность норм международного права, регулирующих отношения между различными государствами, а также государств с международными межправительственными организациями в связи с осуществлением космической деятельности и устанавливающих международно-правовой режим космического пространства, Луны и др. небесных тел. К. п. как отрасль современного международного права начало складываться в 60-х гг. 20 в. в связи с осуществлением государствами космической деятельности, начало которой было положено запуском в СССР 4 октября 1957 первого в истории человечества искусственного спутника Земли. Термин «К. п.» прочно утвердился в официальных советских дипломатических документах, в научной литературе большинства социалистических стран. В капиталистических государствах (США, Великобритании, Франции, Италии и др.) применяются термины «К. п.» (Space Law, Law of Outer Space, droit de I йspace extra-atmosphйrique, Weltraurnrecht, diritto spaziale), а также «межпланетное право», «астронавтическое право» и др. Источниками К. п., как и др. отраслей современного международного права, являются международный договор и международный обычай. Важную роль в разработке норм К. п. играет ООН, в рамках которой был выработан и принят ряд резолюций и проектов международных соглашений в этой области. В 1959 был образован специальный Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях, в котором имеются научно-технический и юридический подкомитеты, рабочие группы по навигационным спутникам, по изучению земных ресурсов с помощью спутников, по прямому вещанию с помощью спутников и др. Хотя К. п. возникло сравнительно недавно, уже имеется целый ряд международных документов, содержащих нормы К. п. Это прежде всего Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и др. небесные тела ( Договор о космосе 1967 ); Декларация правовых принципов, регулирующих деятельность государств по исследованию и использованию космического пространства, принятая 13 декабря 1963 в виде резолюции Генеральной Ассамблеи ООН; Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой (Московский договор 1963); договорённость между СССР и США о неразмещении в космическом пространстве объектов с ядерным оружием и др. видами оружия массового уничтожения (подтверждена 17 октября 1963 резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН); Соглашение о спасании космонавтов, возвращении космонавтов и возвращении объектов, запущенных в космическое пространство, одобренное Генеральной Ассамблеей ООН 19 декабря 1967 (22 апреля 1968 в Москве, Лондоне и Вашингтоне Соглашение было открыто для подписания всеми государствами, вступило в силу 4 декабря 1968). Конвенция о международной ответственности за ущерб, причинённый космическими объектами, одобренная Генеральной Ассамблеей ООН 29 ноября 1971 (открыта для подписания в Москве, Лондоне и Вашингтоне 29 марта 1972). Важное значение имеют решения Чрезвычайной административной конференции радиосвязи от 1963 и 1971 по вопросу выделения частот для космических радиослужб. Кроме того, имеется значительное число двусторонних и многосторонних международных соглашений по научно-техническому сотрудничеству в области исследования и использования космоса.

  Важное значение для дальнейшего развития международных К. и. имело Соглашение между СССР и США о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях от 24 мая 1972. 15 ноября 1971 в Москве было подписано Соглашение о создании международной системы и организации космической связи «Интерспутник» (15 июля 1972 Соглашение вступило в силу). С 1964 функционирует система связи с помощью Спутников «Интелсат» (США).

  Основополагающие принципы международного К. п. содержатся в Договоре о космосе 1967: свобода исследования и использования космического пространства и небесных тел; частичная демилитаризация космического пространства (запрещение размещать любые объекты с ядерным оружием или любыми др. видами оружия массового уничтожения) и полная демилитаризация небесных тел; запрещение национального присвоения космического пространства и небесных тел; распространение на деятельность по исследованию и использованию космического пространства и небесных тел основных принципов международного права, включая Устав ООН; сохранение суверенных прав государств на запускаемые ими космические объекты; международная ответственность государств за национальную деятельность в космосе, в том числе и за ущерб, причинённый космическими объектами; предотвращение потенциально вредных последствий экспериментов в космическом пространстве и на небесных телах; оказание помощи экипажам космических кораблей в случае аварии, бедствия, вынужденной или непреднамеренной посадки; содействие международному сотрудничеству в мирном исследовании и использовании космического пространства и небесных тел.

  Значительный вклад в формирование и развитие К. п. внёс СССР; по его инициативе был заключён в 1967 Договор о космосе, а в 1968 - Соглашение о спасании космонавтов. В 1971 Советский Союз выступил с предложением разработать международный договор о Луне, а в 1972 - с предложением заключить Конвенцию о принципах использования государствами искусственных спутников Земли для непосредственного телевизионного вещания. В ООН были представлены соответствующие проекты соглашений. Советский Союз добивается запрещения использования космического пространства в военных целях, рассматривая такое запрещение как лучший способ обеспечения использования космического пространства исключительно в мирных целях. Советское правительство ещё в 1958 выступило с предложением о запрещении использования космического пространства в военных целях и о международном сотрудничестве в области изучения космического пространства (это предложение вошло в качестве составной части в советский проект договора о всеобщем и полном разоружении).

  К. п. развивается в 2 главных направлениях. С одной стороны, это процесс конкретизации и развития принципов договора 1967 (Соглашение 1968 о спасании и Конвенция 1972 о международной ответственности за ущерб - первые шаги в этом направлении). Совершенствование техники космических полётов выдвигает вопрос о целесообразности и возможности установления высотного предела распространения государственного суверенитета в надземном пространстве (т. е. определение понятия космического пространства), заслуживает внимания проблема разработки мер правового характера для предотвращения засорения и заражения космоса. Другое направление развития К. п. непосредственно связано с использованием искусственных спутников Земли и орбитальных станций для связи, телевещания, метеорологии, навигации и изучения природных ресурсов Земли. Важное значение приобретает международно-правовое регулирование в области космической метеорологии в целях взаимного обмена метеоданными и координации метеорологической деятельности различных стран.

  К космическим проблемам, в том числе и к их международно-правовому аспекту, значительный интерес проявляют специализированные и др. учреждения ООН. Изучением проблем К. п. занимается целый ряд неправительственных международных организаций: Межпарламентский Союз, Международный институт космического права, Ассоциация международного права, Институт международного права и др. Во многих государствах созданы научно-исследовательские центры по изучению проблем К. п. (в СССР эти проблемы изучаются в различных научно-исследовательских учреждениях, созданы также Комиссия по правовым вопросам межпланетного пространства АН СССР и Комитет космического права Советской ассоциации международного права).

  Лит.:Космос и международное право. Сб. статей под ред. Е. А. Коровина. М., 1962; Жуков Г. П., Космическое право, М., 1966; Пирадов А. С., Космос и международное право, М., 1970.

  Г. П. Жуков.

Космическое радиоизлучение

Косми'ческое радиоизлуче'ние, излучение галактических и метагалактических объектов в радиодиапазоне длин волн. Иногда к К. р. относят также радиоизлучение Солнца и планет. К. р. открыто в 1931 американским радиофизиком К. Янским на волне около 15 м.Несмотря на весьма низкую разрешающую способность антенны сконструированного Янским радиотелескопа, в следующие годы он доказал, что обнаруженное им радиоизлучение приходит из области Млечного Пути. В 40-х гг. 20 в. в связи с быстрым развитием радиолокационной техники возник новый раздел астрономии - радиоастрономия,существенно дополняющий результаты астрофизических исследований космических объектов и тесно взаимодействующий с астрофизикой.В 1946 английские исследователи Дж. Хей. Дж. Филлипс и С. Парсонс при помощи радиоинтерферометра обнаружили отдельные, «дискретные» источники К. р. Радиоастрономические инструменты начала 70-х гг. 20 в. дают потенциальную возможность наблюдать около миллиона таких источников. Поток радиоизлучения от самых слабых источников в миллион раз слабее потока от наиболее ярких из известных источников. Подавляющее большинство слабых источников находится за пределами нашей Галактики, в Метагалактике; несколько сот из них отождествлено с галактиками.Основная часть неотождествлённых источников, по-видимому, связана с галактиками и квазарами.

 Наша Галактика также является источником К. р.: в полосе Млечного Пути наблюдаются места с повышенной интенсивностью К. р. Большинство метагалактических источников К. р. значительно мощнее Галактики. В то время как Галактика излучает примерно 10 ³⁸ эрг/сек(около 10 ^-6её полного излучения в оптическом диапазоне). отдельные метагалактические источники излучают до 10 ⁴⁵ эрг/сек,что близко к мощности их оптического излучения. Такие объекты, называются радиогалактиками, представляют собой, как правило, гигантские сфероидальные весьма массивные звёздные системы. Интерференционные наблюдения показывают, что области оптического излучения и радиоизлучения метагалактических объектов не совпадают в пространстве: обычно последние локализуются в двух симметрично расположенных по отношению к оптическому центру облаках, удалённых от этого центра на расстояние в десятки тысяч парсек.В ряде случаев в оптическом центре радиогалактики наблюдается источник весьма малых угловых размеров (<<1ўў), поток радиоизлучения от которого довольно быстро меняется со временем. Это свидетельствует о продолжающейся активности галактических ядер, выбрасывающих вещество, из которого образуются радиоизлучающие облака. Теория излучения радиоисточников была предложена (1950) шведским учёными Х. Альфвеном и Н. Герлофсоном и подробно разрабатывалась советскими учёными В. Л. Гинзбургом и И. С. Шкловским. Согласно этой теории, многочисленные предсказания которой были полностью подтверждены последующими наблюдениями, К. р. возникает при движении быстрых, т. н. релятивистских электронов в магнитных полях ( синхротронное излучение

) .Применение этой теории к конкретным метагалактическим источникам показывает, что в них содержится гигантское количество релятивистских частиц, суммарная энергия которых доходит до 10 ⁶⁰ эрг,что сравнимо с энергией гравитационной связи галактики. Эти частицы генерируются в области галактических ядер и выбрасываются оттуда во время взрывов.

  В 1965 в США на сантиметровом диапазоне было обнаружено т. н. «реликтовое» излучение метагалактического фона. Оно характеризуется планковским спектром с температурой около 3 К. Своё название оно получило потому, что его кванты были излучены Вселенной на ранней стадии её развития. Тогда ещё не было ни галактик, ни звёзд. Вселенная в эту эпоху представляла собой водородную плазму с температурой 4000 °С.

  Наряду с метагалактическими источниками наблюдаются также галактические источники К. р. Это - преимущественно особые туманности - остатки вспышек сверхновых звёзд (например, Крабовидная туманность ) .Излучение в этом случае также является синхротронным. Кроме того, в Галактике (а также в ближайших галактиках, например в Магеллановых Облаках) наблюдаются источники теплового радиоизлучения. Последними являются межзвёздные облака ионизованного газа и обычные туманности галактические.Спектр этого излучения отличен от синхротронного, «тепловые» источники наблюдаются преимущественно на сравнительно коротких волнах. В 1937 Дж. Белл и др. (Великобритания) обнаружили совершенно новый тип радиоисточников, получивших название пульсары.Вскоре выяснилось, что пульсары - это сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звёзды, образовавшиеся после взрывов сверхновых звёзд. Все упоминавшиеся выше источники К. р. характеризуются непрерывным спектром. Наряду с этим в ряде случаев наблюдаются отдельные спектральные радиолинии, причём как в излучении, так и в поглощении. Наиболее важной из них является линия водорода с длиной волны 21 см.Существование этой линии впервые было теоретически предсказано голландским учёным Х. ван де Холстом в 1944. Она была открыта в 1951 (американскими астрономами Х. Юэном, Э. Перселлом), и её наблюдения стали неиссякаемым источником сведений для различных астрономических исследований. В 1949 Шкловский предсказал новый класс межзвёздных молекулярных линий, в частности линию OH с длиной волны 18 см.Эта линия открыта только в 1963. В 1966 на этой волне открыты источники радиоизлучения нового типа с огромной яркостью. Излучение таких источников имеет мазерную природу (см. Мазер ) .Вскоре были открыты ещё более интенсивные мазерные космические источники на волне 1,35 смв линии паров воды. В настоящее время (70-е гг. 20 в.) средствами радиоастрономии обнаружено свыше 10 межзвёздных молекул, в том числе таких многоатомных, как аммиак, спирт и муравьиная кислота. В 1962 советский астроном Н. С. Кардашев обосновал возможность наблюдений в радиодиапазоне линий высоковозбуждённых атомов межзвёздного водорода, которые вскоре были открыты. Наблюдения этих линий весьма полезны при анализе физических условий в межзвёздной среде.

  В конце 60-х гг. были получены первые результаты наблюдений сверхдлинноволнового (длины волн порядка километров) К. р. с искусственных спутников Земли, а также субмиллиметрового К. р. Расширение спектрального диапазона ещё больше увеличивает возможности радиоастрономии.

  Лит.:Каплан С. А., Элементарная радиоастрономия. М., 1966; Kraus J. D., Radio astronomy, N. Y. - [a. o.], 1966.

  И. С. Шкловский.

Космовидение

Космови'дение,космическое телевидение, непосредственная передача и приём по сети телевизионного вещания изображений с борта космического аппарата, находящегося в космическом пространстве или на поверхности др. планеты. Радиосигналы изображений, посланные бортовой аппаратурой космической станции, принимаются земной станцией радиосвязи и затем передаются на телецентр, откуда ретранслируются по сетям телевидения СССР, стран Европы и Америки. Начало К. положено передачей телевизионных изображений лётчиков-космонавтов А. Г. Николаева и П. Р. Поповича с борта космических кораблей «Восток-3» и «Восток-4» в августе 1962. Наибольшая дальность К. достигнута в декабре 1968 при передаче изображения во время облёта Луны космическим кораблём «Аполлон-8» с космонавтами Ф. Борманом, Дж. Ловеллом и У. Андерсом на борту.

Космогония

Космо'гония(греч. kosmogonнa, от kуsmos - мир, Вселенная и gone, goneia - рождение), область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем: звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и всех входящих в неё тел - Солнца, планет (включая Землю), их спутников, астероидов (или малых планет), комет, метеоритов. Изучение космогонических процессов является одной из главных задач астрофизики. Поскольку все небесные тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями о природе этих тел вообще. В современной К. широко используются законы физики и химии.

  Космогонические гипотезы 18-19 вв. относились главным образом к происхождению Солнечной системы. Лишь в 20 в. развитие наблюдательной и теоретической астрофизики и физики позволило начать серьёзное изучение происхождения и развития звёзд. В 60-х гг. 20 в. началось изучение происхождения и развития галактик, природа которых была выяснена только в 20-х гг.

  Процессы формирования и развития большинства космических тел и их систем протекают чрезвычайно медленно и занимают миллионы и миллиарды лет. Однако наблюдаются и быстрые изменения, вплоть до процессов взрывного характера. При изучении К. звёзд и галактик можно использовать результаты наблюдений многих сходных объектов, возникших в разное время и находящихся на разных стадиях развития. Однако, изучая К. Солнечной системы, приходится опираться только на данные о её структуре и о строении и составе образующих её тел.