Станислав Петрунин - Советско-французское сотрудничество в космосе

Цикл экспериментов «ЭЛЬМА» был завершен космонавтами Владимиром Ляховым и Валерием Рюминым в начале мая 1979 г. Однако этим закончилась только космическая часть исследований. Теперь полученные образцы переданы в руки специалистов, которые в советских и французских лабораториях проведут всесторонний анализ. Это кропотливая и длительная работа. Результаты ее, несомненно, внесут полезный вклад в развитие космического материаловедения.

Прежде чем перейти к описанию последующих экспериментов нужно подчеркнуть, что всеми рассмотренными нами ранее направлениями советско-французских космических исследований занималась одна рабочая группа специалистов («космическая физика»), тогда как реализацию каждого из трех оставшихся направлений осуществляла своя автономная рабочая группа советских и французских ученых.

Метеорологические исследования. Сотрудничество между СССР и Францией в области спутниковой метеорологии началось еще в 1967 г. Выполненные за последующие годы работы внесли существенный вклад в науку о строении верхней атмосферы и ионосферы. Причем использовалась разнообразная аппаратура, устанавливаемая на спутниках, ракетах и наземных станциях.

Непосредственные спутниковые советско-французские метеорологические эксперименты начались с 1971–1972 гг., когда были проведены одновременные наблюдения облачного покрова Земли с помощью аппаратуры советского спутника «Метеор» и приборов французских привязных аэростатов «Коломб». Эта программа, получившая наименование «КОСКОЛ» (исследования из КОСмоса и с помощью «КОЛомбов»), позволила получить изображения облачного покрова с разных высот, на основе которых специалисты обеих стран разработали теорию конвекции (вертикального перемешивания) воздуха в случае сложных облаков.

В настоящее время специалисты СССР и Франции совместно работают в области изучения облачности по телевизионным и инфракрасным изображениям, полученным с метеорологических спутников. В процессе решения этой проблемы ученым удалось получить новые данные о структуре крупномасштабных вертикальных течений воздуха при различных состояниях воздушного потока и распределения температуры. Проведены расчеты, моделирующие образование облачных систем различной формы. Выяснено наиболее вероятное расположение зон интенсивных осадков в облачных вихрях.

Ведутся совместные работы и по определению параметров» земной атмосферы (также с использованием спутниковых данных). В научных организациях СССР и Франции подготавливают и проверяют различные методики восстановления высотного распределения температуры на основе спектральных измерений. Получены предварительные оценки температуры поверхности моря в разных географических районах.

Если в области спутниковой метеорологии сотрудничество ученых обеих стран проявляется в основном в решении методических вопросов и подготовке программ расчета и обработки данных, то советско-французские исследования с помощью метеорологических ракет направлены на проведение прямых измерений. Главная задача этих экспериментов состоит в — определении параметров верхней атмосферы: температуры, плотности, химического состава и других.

Еще в 1969 г. на полигоне в Ландах, недалеко от г. Бордо, были запущены четыре французские ракеты «Драгон-2Б». На них были установлены советские радиочастотные масс-спектрометры для определения химического состава атмосферы до высот порядка 430 км. Подобные советские масс-спектрометры стояли также на борту французской ракеты «Вероника», запущенной двумя годами позже во Французской Гвиане.

С находившегося поблизости научно-исследовательского судна Гидрометеослужбы СССР «Профессор Зубов» почти одновременно были запущены три советские ракеты «МР-12» с масс-спектрометрами советского и французского производства. В ходе этого эксперимента, принявшего комплексный характер, получены данные о ионном и нейтральном составах, концентрации электронов, температуре и других параметрах атмосферы в диапазоне высот 100–230 км.

Там же, во Французской Гвиане, в 1973 и 1977 гг. проводилась международная программа исследований по сравнению методов и работы приборов для измерения параметров атмосферы. В этих экспериментах участвовало советское научно-исследовательское судно «Академик Королев», с которого запускались метеорологические ракеты М-100.

Регулярно начиная с 1973 г. организуются советские экспедиции по запуску советских метеорологических ракет М-100 на о. Кергелен. В течение одной экспедиции запускают около 20 ракет. Участие французской стороны, кроме предоставления полигона для запуска ракет на о. Кергелен, состоит в проведении геомагнитных и ионосферных измерений. Только при наличии этой информации возможно установить связь геомагнитной активности с параметрами верхней атмосферы. Во время экспедиции 1978 г., шестой по счету, впервые были получены регулярные данные о зимнем режиме верхней атмосферы в средних широтах Южного полушария.

В советско-французских экспериментах в области метеорологии особое место занимают исследования полярной ионосферы. Эти эксперименты, проводимые на о. Хейса (одном из островов Земли Франца-Иосифа) посвящались в основном измерению температуры атмосферы. При этом применялся метод наблюдения резонансного свечения (под действием солнечного излучения) искусственного натриевого облака. Методика этого эксперимента впоследствии использовалась в экспериментах «УФС» и «МПГ» по исследованию ультрафиолетового излучения водорода в атмосферах планет. По ширине резонансной линии можно судить о температуре окружающей среды.

Искусственные натриевые облака создавались взрывом смеси NO3Na и Аl, который образует облака из частиц Na и AlO. Смесь на требуемую высоту доставляется советской метеорологической ракетой.

Сравнение результатов осенних и весенних наблюдений показало, что температура атмосферы (на высоте 165 км) понижается примерно на 500 К в полярную ночь, и, следовательно, существует сезонная вариация температуры. Также была установлена связь теплового режима полярной атмосферы с 11-летним циклом солнечной активности.

Значительно расширились возможности изучения полярной мезосферы с началом работы на о. Хейса французской лазерной установки. Лазер, излучающий на резонансной частоте натрия, позволяет измерить температуру в диапазоне высот 80 — 100 км с точностью до 5 К. С 1975 г. исследования структуры и физических процессов верхней атмосферы проводились уже и масс-спектрометрическими методами, для чего советские метеорологические ракеты МР-12 оснащались соответствующей аппаратурой советского и французского производства.

Спутниковая связь. Советско-французское сотрудничество в области спутниковой связи проводится в следующих основных направлениях: 1) исследования, связанные с передачей телевизионных сигналов и сигналов звукового сопровождения по спутниковым системам связи; 2) исследования, связанные с передачей телефонных сообщений по спутниковым системам связи; 3) исследования вопросов разработки, опытной проверки и возможности создания новых элементов спутниковой связи; 4) уточнение необходимого объема связи между СССР и Францией, изучение экономических проблем использования спутниковой связи.

По первому из этих направлений работы были начаты с организации и отработки космического канала связи для передачи сигналов телевидения, а также сигналов звукового сопровождения между Москвой и Парижем (и обратно) через советский спутник «Молния-1». Проведенные эксперименты позволили обеспечить высококачественные передачи программ цветного телевидения.

Следующим этапом стала подготовка и осуществление экспериментов по аналогичной передаче между Москвой и Парижем через спутники связи «Молния-2» и «Симфония». Следует отметить, что советские спутники «Молния-2» движутся по высокоапогейной орбите (апогей 40 000 км, перигей 500 км), тогда как франко-западногерманский экспериментальный спутник связи «Симфония» геостационарный (первая модель выведена в точку 49° в. д. вторая — 11,5° з. д.).

Во время сеансов связи через эти спутники была проведена отработка системы ручного наведения антенны французской передвижной станции в Племер-Боду и измерены основные параметры качества передачи по видеоканалу. Параметры полностью удовлетворяли международным требованиям. В 1975 г. по линии связи через «Симфонию-1» проводилась передача полной телевизионной программы, подготовленной советским телевидением для Салона авиации и космонавтики в Бурже. По отзывам зрителей, качество передачи было отличным. Одновременно специалисты обеих стран изучали различные методы совмещенной передачи изображения и звукового сопровождения в одном канале. Были экспериментально проверены несколько вариантов такого совмещения.