Военные США запустили в космос полмиллиарда игл, чтобы...
|
|
В начале 1960-х годов международная связь ограничивалась передачей информации по подводным кабелям или иногда ненадёжными радиосигналами, отражёнными от ионосферы. Как вы можете догадаться, многие в западном мире очень интересовались развитием ситуации, учитывая, что кто-то, скажем, Советский Союз, мог перерезать эти кабели перед началом атаки. К тому же, международная связь с зарубежными силами и иностранными союзниками зависела от настроения ионосферы.
Для тех, кто не в курсе, ионосфера – это верхней слой атмосферы на высоте от 80 до 970 км над уровнем моря. Она получила своё название потому, что постоянно ионизируется солнечным и космическим излучением. Проще говоря, рентгеновское, ультрафиолетовое и более короткое излучения, испускаемые Солнцем (и другими космическими источниками), высвобождают электроны в этом слое атмосферы в тот момент, когда эти конкретные фотоны поглощаются молекулами. Поскольку в ионосфере плотность молекул и атомов достаточно низкая (особенно в верхних слоях), это позволяет свободным электронам существовать в течение короткого периода времени до рекомбинации в конечном итоге. Ниже в атмосфере, где плотность молекул больше, рекомбинация происходит гораздо быстрее.
Какое это имеет отношение к связи и радиоволнам? Без помех радиоволны от источника радиопередачи распространяются по прямой линии, в конечном итоге поражая ионосферу. То, что происходит после, зависит от множества факторов, среди которых следует отметить частоту волн и плотность свободных электронов. Определённые типы радиоволн при правильных условиях будут по существу метаться туда-сюда между землёй и ионосферой, распространяя сигнал всё дальше и дальше. Очевидно, что ионосфера потенциально может играть важную роль в наземном радио и коммуникационном процессе. Но постоянно меняющаяся природа ионосферы делает всё действительно интересным. Нам понадобится немного углубиться в технологию, но мы опустим математику и не будем обращать внимания на некоторые сложности, чтобы не писать здесь полный учебник.
Начнём с того, что состав ионосферы наиболее сильно меняется ночью, прежде всего, потому, что Солнце на некоторое время исчезает. Без столь обильного источника ионизирующих лучей уровни ионосферы D и E перестают быть очень ионизированными, но область F (особенно F2) остаётся довольно ионизированной. Кроме того, поскольку атмосфера здесь менее плотная, чем в областях E и D, это приводит к появлению большего количества свободных электронов (плотность которых является здесь ключевой).
Когда эти электроны сталкиваются с мощной радиоволной определённого типа, например AM-радио, они могут потенциально колебаться на частоте волны, забирая часть ее энергии в процессе. При их достаточном количестве, как это может случиться в слое F (когда плотность сталкивающихся электронов достаточна по отношению к конкретной частоте сигнала), и при условии, что они не просто рекомбинируют с ионами (что гораздо более вероятно в слоях E и D в дневное время), это может очень эффективно преломить сигнал обратно на Землю с силой, достаточной для того, чтобы его можно было уловить при помощи приёмника.
В зависимости от условий, этот процесс может потенциально повторяться несколько раз, когда сигнал отскакивает от земли и обратно. Таким образом, при использовании этой волны определённые радиосигналы могут распространяться даже на тысячи километров и, что наиболее важно для рассматриваемой темы, через океаны.
Конечно, учитывая непредсказуемость этой формы передачи связи и даже моменты, когда передача была невозможной, во время холодной войны военное руководство искало другой вариант.
Разработанный профессором Уолтером Морроу из Массачусетского технологического института в 1958 году, проект первоначально назвали "Project Needles". Позже его переименовали в "Проект Вестфорд", по-видимому, в честь соседнего города Вестфорда, штат Массачусетс. Идея заключалась в том, чтобы разместить миллиарды крошечных (1,78 сантиметров длиной и микроскопически тонких) медных антенн или диполей на средней околоземной орбите, чтобы использовать их для передачи сигналов связи на частоте 8 ГГц.
Первый набор из более чем ста миллионов игл был запущен 21 октября 1961 года, но, к сожалению, тест не удался, поскольку иглы не распределились так, как планировалось.
Во второй попытке 9 мая 1963 года партия из 350 миллионов игл была размещена на задней части спутника ВВС и отправлена на орбиту. После того как они рассеялись, на этот раз правильно, иглы растянулись, образовав разреженный пояс примерно с 50 диполями на кубическую милю.
Хотя вы, возможно, думаете, что такой плотности было бы недостаточно для эффективного использования в общении, на самом деле первые результаты эксперимента были чрезвычайно многообещающими, так как передача информации с использованием набора игл была установлена от Калифорнии до Массачусетса, находящихся на расстоянии примерно 4800 км друг от друга. Таким образом, поступали сообщения о том, что ВВС рассматривали возможность запуска ещё двух поясов для более длительного размещения на орбите.
Однако возникла проблема. За пределами СССР союзники и даже американцы выступали против дальнейшего развёртывания и продолжения этой программы.
Почему? Астрономы, в частности, боялись, что пояс будет мешать их наблюдениям. Возмущение учёных и его причину, пожалуй, лучше всего выразил сэр Бернард Ловелл из обсерватории Джодрелл-Бэнк, который сказал: "Ущерб связан не только с этим экспериментом, но и с тем фактом, что всё это возможно без международного согласия и гарантии". В конце концов, космос над Землёй – это не только Соединённые Штаты, поэтому они не могут поступать, как им угодно, не советуясь с другими народами Земли.
Возможно, вы считаете это чрезмерной реакцией, но здесь важно понимать контекст: США до этого момента сделали ряд вещей в космосе, не уведомив об этом международное сообщество, которое, мягко говоря, было расстроено. Например, стоит учесть, что в то время Соединённые Штаты случайно устроили бомбардировку первого британского спутника, среди множества других подобных случаев.
Упомянутым спутником был "Ariel-1" – совместный проект Соединённых Штатов и Великобритании, в рамках которого Великобритания разрабатывала и строила основные системы спутника, а НАСА запускала его на орбиту с помощью ракеты "Thor-Delta".
Примерно через девять месяцев после запуска первой партии игл, 9 июля 1962 года, всего через несколько недель после того, как "Ariel-1" был выведен на орбиту и начал успешно передавать данные об ионосфере обратно на Землю, британские учёные были шокированы, когда датчики на борту, предназначенные для измерения уровня радиации, внезапно начали давать чрезвычайно высокие показания.
Как выяснилось, поскольку "Ariel-1" благополучно парил вокруг Земли, американские военные решили взорвать экспериментальное ядерное оружие мощностью 1,4 мегатонны под названием "Starfish-Prime" в верхних слоях атмосферы в рамках проекта "Fish Bowl".
Взрыв, который произошёл на другой от "Ariel-1" стороне планеты, послал волну дополнительного излучения вокруг Земли, которая в итоге повредила некоторые системы на "Ariel-1", особенно солнечные панели, разрушив его и около 1/3 остальных спутников на околоземной орбите в то время.
Наиболее уместным для связи был спутник "Telstar" – первый коммерческий ретрансляционный спутник связи, предназначенный для передачи сигналов через Атлантику и управлявший примерно 400 коммуникационными сетями, прежде чем США случайно не обстреляли его. Как ни странно, "Telstar" на самом деле не находился на орбите во время взрыва, и его посадили на следующий день после взрыва "Starfish-Prime". Однако для рассеивания дополнительного ионизирующего излучения, созданного взрывом, ушли годы, чего разработчики этого конкретного спутника не ожидали. Непосредственным результатом стала деградация систем "Telstar", в частности выход из строя нескольких транзисторов в командной системе, из-за чего он перестал работать через несколько месяцев после вывода на орбиту. В конце концов, его смогли вернуть в оперативный режим на короткий срок с помощью некоторых хитроумных программных решений, но длилось это недолго из-за дополнительного излучения, ещё больше повредившего его системы.
Здесь также следует отметить, что взрыв "Starfish" должен был произойти на пару недель раньше, 20 июня, но ракета, несущая его, провалилась на высоте около 9100 м. Как только это произошло, было начато самоуничтожение ядерной боеголовки, и она распалась на части, пролив свои радиоактивные внутренности на Джонстон и Песчаные острова, а также в океан вокруг них.
Следует также отметить, что эффекты "Starfish-Prime" не ограничивались только низкой орбитой.
Электромагнитный импульс, созданный взрывом, оказался намного больше, чем ожидалось, и на Гавайях, примерно в 900 км от взрыва, импульс в итоге вывел из строя несколько сотен уличных фонарей и повредил телефонную систему. Конечно, сегодня в нашем цифровом мире подобный электромагнитный импульс будет иметь гораздо более катастрофические последствия, особенно рядом с более населёнными центрами…
Излишне говорить, что иглы в космосе и другие подобные проекты вызвали у международного сообщества озабоченность отсутствием какого-либо контроля над деятельностью Соединённых Штатов в космосе. (Предположительно, всё было бы хуже, если бы все узнали, что Соединённые Штаты за несколько лет до этого планировали обстреливать Луну просто потому, что могли это сделать...)
Возвращаясь к проблеме игл, была достигнута компромиссная мера благодаря включению своего рода запланированного устаревания; то есть ни одна из игл не останется на орбите дольше пяти лет. (Или так они думали, но об этом чуть позже.)
Думая о более долгосрочной перспективе, несколько групп учёных, в том числе Международный астрономический союз (МАС) и Комитет по космическим исследованиям (КОСПАР) Международного совета по науке (МСН), потребовали доступа и консультаций в этом и других подобных проектах в будущем. В конечном итоге было достигнуто соглашение, которое предоставило учёным возможность участвовать в планировании и оценке космических проектов.
Конечно, этот конкретный вопрос быстро стал спорным, так как вскоре после рассеивания второй группы игл в 1966 году военные развернули собственную первую спутниковую систему связи, что сделало игольную систему эффективной, но устаревшей. При таком развёртывании одного объекта вместо сотен миллионов, фурор утих, и люди, по большей части, забыли о "Проекте Вестфорд".
При этом, хотя проект в значительной степени забыт, его последствия не связаны с положениями о консультациях первоначального соглашения "Проекта Вестфорд" с МАС, включённого в Договор о космосе 1967 года, соглашение, которое было заключено девяносто девятью странами и разработано для защиты от милитаризации и деградации космического пространства. Среди прочего, в двух словах, он предусматривает, что ни одна страна не может претендовать на владение космосом или какими-либо небесными телами; все страны должны избегать загрязнения и несут ответственность за любой ущерб, который они наносят; никакое оружие массового уничтожения (ОМУ) не будет развёрнуто или размещено на орбите или на каком-либо небесном теле; и никакие военные базы не могут быть размещены на каких-либо небесных телах, включая Луну, что привело к тому, что запланированная военная установка США была полностью уничтожена.
С другой стороны, договор также включает в себя закон доброго самаритянина, который предусматривает, что астронавты являются "посланниками человечества в космическом пространстве, и [все] оказывают им всевозможную помощь в случае аварии, бедствия или аварийной посадки".
Возвращаясь к иглам, если вам интересно, несмотря на запланированное устаревание, по состоянию на 2019 год, несколько десятков их скоплений всё ещё остаются на орбите и тщательно отслеживаются, чтобы убедиться, что они не вызывают никаких проблем, дрейфуя вокруг нашего маленького красивого домашнего космического корабля, известного как Земля.
Бонусные факты:
• Учитывая, что радиосигналы AM могут распространяться на тысячи километров по вышеупомянутым небесным волнам, особенно ночью, это может стать серьёзной проблемой, поскольку существует всего чуть более 100 разрешенных радиочастот AM (количество ограничено, чтобы сигналы не слишком сильно мешали друг другу), но в одних только Соединённых Штатах существует около 5000 AM-радиостанций. В результате чего в ночное время AM-станции в Соединённых Штатах обычно снижают свою мощность, полностью отключаются от эфира до восхода солнца и/или используют направленные антенны, чтобы их конкретный сигнал не мешал другим станциям на той же частоте. С другой стороны, FM-станции не должны делать ничего из перечисленного, поскольку ионосфера не сильно влияет на их сигналы, что имеет побочное преимущество (или недостаток, в зависимости от вашей точки зрения) от серьёзного ограничения диапазона FM-сигналов, которые зависят от распространения наземных волн.
• Говоря о радио и космосе, оказывается, что "Космический ди-джей" для работников НАСА появился 16 декабря 1965 года во время миссии "Gemini 6". Скорее всего, изначально в шутку. Во время этой миссии астронавтов Уолтера Ширра и Тома Стаффорда разбудила запись певца Джека Джонса "Hello Dolly". Использование музыкального произведения для пробуждения быстро стало обычным явлением, предназначенным для поднятия морального духа и позволяющим космонавтам несколько минут медленно просыпаться, прежде чем реагировать на наземный контроль. За прошедшие годы пробуждения стали одной из самых любимых традиций НАСА, а роль выбора песен достаётся командиру миссии… Да, следует добавить, что эти люди в своём резюме для НАСА не только указывают "командир миссии", они также могут добавить "космический диджей".
Если вам интересно, песни, выбираемые на протяжении многих лет, были безумно эклектичными: от классической музыки таких композиторов, как Бах и Бетховен, до "Metallica" и "Beastie Boys". Благодаря большому количеству записей, которые хранит НАСА, мы знаем не только каждую песню, сыгранную для астронавтов на орбите с 1965 года, у нас также есть объяснения астронавтов выбора некоторых наиболее необычных композиций. Например, в миссии 2008 года на борту космического челнока "Atlantis", официально обозначенного как "STS-123", для японского астронавта Такао Дои был воспроизведён небольшой фрагмент тематической песни из эпического фильма "Годзилла против Космического Годзиллы", а также фрагмент песни "Blue Oyster Cult" "Godzilla", а затем сказаны слова:
"Доброе утро! Дои Сан, ohayo gozaimasu, от управления миссией здесь, в Хьюстоне, сражайтесь сегодня, как монстр".
Удивлённый Дои ответил, что был "рад услышать Годзиллу", прежде чем приступить к работе. Согласно обширным архивам, культовая тема Годзиллы, по-видимому, является популярным выбором среди японских астронавтов, как и темы из других известных фильмов, таких как "Звёздные войны", "Звёздный путь" и "Рокки".
Как и ожидалось, песни с космической тематикой также являются популярным выбором, причём "Space Oddity" Дэвида Боуи и "Rocket Man" Элтона Джона считаются одними из самых популярных.
В дополнение к песням, НАСА в разные моменты воспроизводило личные сообщения, записанные близкими астронавтов (включая пение "Happy Birthday"), и даже случайные сообщения от знаменитостей. Известные примеры последнего включают персонализированные приветствия от Уильяма Шатнера, Пола Маккартни и Элтона Джона, пародию, исполненную Джимом Хенсоном с участием мисс Пигги, и даже песню, спетую Дартом Вейдером под музыку "The Beatles".
Возможно, лучше всего было, когда 25 ноября 1991 года экипаж "Atlantis" проснулся под голос Патрика Стюарта (с музыкой из "Звёздного пути: Следующее поколение", играющей на заднем плане).
«Космос – последний рубеж. Это путешествие космического корабля "Atlantis". Его десятидневная миссия – исследовать новые методы дистанционного зондирования и наблюдения за планетой Земля... Искать новые данные о радиации в космосе и новое понимание влияния микрогравитации на организм человека... Смело идите туда, куда двести пятьдесят пять мужчин и женщин отправились ранее! Привет Фред, Том, Стори, Джим, Том и особенно Марио, это Патрик Стюарт, который решил не превосходить вас как капитана Жана-Люка Пикарда, говоря, что мы уверены в продуктивной и успешной миссии. Сделай это».
Что касается сегодняшнего дня, то после отмены программы "Спейс шаттл" эта традиция пробуждения частично осталась в мусорной корзине истории, хотя иногда всё ещё наблюдается на Международной космической станции и, вероятно, однажды будет восстановлена в качестве постоянной. НАСА снова начинает отправлять людей в космос.
Специально для читателей моего блога Muz4in.Net – по материалам сайта todayifoundout.com
Copyright Muz4in.Net © - Данная новость принадлежит Muz4in.Net, и являются интеллектуальной собственностью блога, охраняется законом об авторском праве и не может быть использована где-либо без активной ссылки на источник. Подробнее читать - "об Авторстве"
Вам понравилась статья? Просто перейди по рекламе после статьи. Там ты найдешь то, что ты искал, а нам бонус...
|
|
Почитать ещё: