Космическая навигация

Косми'ческая навига'ция,в широком смысле управление движением космического летательного аппарата; в более узком значении навигационная задача заключается в определении местоположения космического аппарата, прогнозировании его движения как материальной точки. Система, выполняющая эти функции (система К. н.), в общем случае включает бортовые и наземные измерительные и вычислительные средства. В решении задач К. н. возможно участие космонавта.

Космическая постоянная

Косми'ческая постоя'нная,то же, что космологическая постоянная.

Космическая психология

Косми'ческая психоло'гия,раздел психологии, изучающий воздействие специфических условий и факторов космического полёта на психологические аспекты деятельности космонавтов. Основное содержание К. п. составляют экспериментально-психологические исследования, связанные с отбором и подготовкой космонавтов, повышением эффективности их деятельности. К. п. вырабатывает рекомендации по оптимальным режимам физического и умственного труда, а также отдыха космонавтов. Она тесно связана с инженерной психологией.Деятельность космонавта обладает рядом особенностей: практической непрерывностью; жестко регламентированным порядком работы; строгим ограничением времени, отводимого на рабочие операции; опосредствованным характером оценки полезных результатов работы (определяемым «включением» автоматических устройств и приборов в интеллектуальные и исполнительные процессы); факторами, обусловленными специфическим воздействием космического полёта (невесомость, перегрузки и др.); фактором «новизны», связанным с большой эмоциональной нагрузкой, нервным и умственным напряжением. Эти и некоторые др. факторы космического полёта приводят к появлению новых взаимоотношений между сигнальной (воспринимаемой) информацией и оперативной деятельностью, что ведёт к возникновению состояний напряжения, преодоление которых требует значительной психической и мышечно-тоничной адаптации (см. Адаптационный синдром ) .Таковы, например, нарушения спонтанной деятельности анализаторов в условиях невесомости, вызывающие у отдельных лиц пространственную дезориентацию вплоть до полного нарушения правильного восприятия внешнего мира и т. н. «схемы тела» - отражения в сознании свойств и способов функционирования как отдельных частей и органов тела, так и всего тела. Опыт показывает, что только специальными методами тренировки можно выработать и закрепить новую функциональную схему анализаторов, при которой достигается адаптация к условиям космического полёта. К. п. изучает также факторы, вызывающие психологический стресс (напряжённость): ограничение объёма помещения («синдром изоляции») и связанную с ним гиподинамию, ограничение сенсорной (сигнальной) информации, монотонность и др. (см. также Космическая медицина ) .

 К. п. разрабатывает специальные экспериментально-психологические методики, направленные на обнаружение и мобилизацию функциональных возможностей организма и адаптацию к разнообразным факторам космического полёта. При отборе космонавтов немалое значение отводится психическому симптомокомплексу, выражаемому обычно понятиями мнительности, внушаемости; так, в систему психологической подготовки космонавтов входят мероприятия, направленные на преодоление или ослабление состояния тревожного ожидания, неуверенности, беспокойства за благополучный исход.

  Особое значение в К. п. приобретают вопросы взаимодействия космонавтов, коллективной организации их труда и отдыха, проблемы прогноза эффективности деятельности экипажа, а также проблемы взаимоотношений и общения членов коллектива, психологической совместимости, формирования группового настроения и т. п. Быстрое развитие К. п. содействует прикладным исследованиям во многих др. отраслях психологии, в частности исследованиям мобилизации психо-физиологических возможностей человека-оператора, условия профессиональной деятельности которого во многих случаях приближаются к условиям космического полёта.

  Лит.:Гератеваль З., Психология человека в самолёте, пер. с нем., М., 1956; Первые космические полёты человека. Сб. ст., М., 1962; Гагарин Ю., Лебедев В., Психология и космос, М., 1968.

  Ф. Д. Горбов, Г. Л. Смолян.

Космическая пыль

Косми'ческая пы'ль,частицы вещества в межзвёздном и межпланетном пространстве. Поглощающие свет сгущения К. п. видны как тёмные пятна на фотографиях Млечного Пути. Ослабление света вследствие влияния К. п. - т. н. межзвёздное поглощение, или экстинкция, - неодинаково для электромагнитных волн разной длины l, вследствие чего наблюдается покраснение звёзд. В видимой области экстинкция приблизительно пропорциональна l ^-1, в близкой же ультрафиолетовой области почти не зависит от длины волны, но около 1400  имеется дополнительный максимум поглощения. Большая часть экстинкции объясняется рассеянием света, а не его поглощением. Это следует из наблюдений содержащих К. п. отражательных туманностей, видимых вокруг звёзд спектрального класса B и некоторых др. звёзд, достаточно ярких, чтобы осветить пыль. Сопоставление яркости туманностей и освещающих их звёзд показывает, что альбедо пыли велико. Наблюдаемые экстинкция и альбедо приводят к заключению, что К. п. состоит из диэлектрических частиц с примесью металлов при размере немного меньше 1 мкм.Ультрафиолетовый максимум экстинкции может быть объяснён тем, что внутри пылинок имеются графитовые чешуйки размером около 0,05 ґ 0,05 ґ 0,01 мкм.�з-за дифракции света на частице, размеры которой сравнимы с длиной волны, свет рассеивается преимущественно вперёд. Межзвёздное поглощение часто приводит к поляризации света, которая объясняется анизотропией свойств пылинок (вытянутой формой у диэлектрических частиц или анизотропией проводимости графита) и их упорядоченной ориентацией в пространстве. Последняя объясняется действием слабого межзвёздного поля, которое ориентирует пылинки их длинной осью перпендикулярно силовой линии. Т. о., наблюдая поляризованный свет далёких небесных светил, можно судить об ориентации поля в межзвёздном пространстве.

  Относительное количество пыли определяется из величины среднего поглощения света в плоскости Галактики - от 0,5 до нескольких звёздных величин на 1 килопарсек в визуальной области спектра. Масса пыли составляет около 1% массы межзвёздного вещества. Пыль, как и газ, распределена неоднородно, образуя облака и более плотные образования - глобулы.В глобулах пыль является охлаждающим фактором, экранируя свет звёзд и излучая в инфракрасном диапазоне энергию, получаемую пылинкой от неупругих столкновений с атомами газа. На поверхности пыли происходит соединение атомов в молекулы: пыль является катализатором.

В  Образуется пыль, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, вследствие конденсации молекул газа РЅР° зародышах - частицах графита, SiO ₂Рё РґСЂ. РІ межзвёздном пространстве. Сами зародыши образуются РІ атмосферах холодных звёзд-гигантов, РІ расширяющихся оболочках сверхновых звёзд;расширение РёС… РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє охлаждению Рё Рє конденсации молекул. РџСЂРё образовании звёзд РІ плотном облаке часть пыли может сгуститься РІ планеты. РЎРј. также Межзвёздная среда.

  Лит.:Бакулин П. �., Кононович Э. В., Мороз В. �., Курс общей астрономии, 2 изд., М., 1970; Гринберг Дж. М., Межзвёздная пыль, пер. с англ., М., 1970.

  С. Б. Пикельнер.

Космическая ракета

Косми'ческая раке'та,предназначена для запуска автоматических или пилотируемых аппаратов в космическое пространство искусственных спутников Земли (�СЗ) и к др. небесным телам. Современная К. р многоступенчатая баллистическая ракета (ракета-носитель), несущая полезный груз (космический объект). В случае дальних полетов К. Р. обычно выводится на орбиту �СЗ с последующим стартом с этой орбиты. ,См. Ракета-носитель и Космический летательный аппарат.

Космическая связь

Косми'ческая свя'зь,передача информации: между земными пунктами и космическим летательным аппаратами (КЛА); между двумя или несколькими земными пунктами через расположенные в космосе КЛА или искусственные средства ( пояс иголок,облако ионизированных частиц и т. п.); между двумя или несколькими КЛА. В космосе широко используются системы связи самого различного назначения: для передачи телеметрической, телефонной, телеграфной, телевизионной и прочей информации; для передачи сигналов команд и управления КЛА; для проведения траекторных измерений. Наиболее широко в системах К. с. используется радиосвязь. Основные особенности систем К. с., отличающие их от наземных: непрерывное (часто весьма быстрое) изменение положения КЛА; необходимость знания текущих координат КЛА и наведения приёмных и передающих антенн земного пункта связи на заданный КЛА; непрерывное изменение частоты принимаемых сигналов из-за Доплера эффекта;ограниченные и изменяющиеся во времени зоны взаимной видимости земного пункта и КЛА; ограниченная мощность бортовых радиопередатчиков КЛА; большая дальность связи и как следствие работа с очень малыми уровнями принимаемых радиосигналов. Всё это обусловливает создание для К. с. специальных комплексов сложной аппаратуры, включающих наводящиеся антенны больших размеров, приёмные устройства с малым уровнем шумов, высокоэффективные системы обнаружения, выделения и регистрации радиосигналов. Необходимость знания текущего положения КЛА требует периодического измерения его координат и вычисления параметров его траектории. Т. о., система К. с. существует, как правило, при совместном действии измерительных средств (система траекторных измерений), вычислительного центра и комплекса управления КЛА. Для радиоканалов К. с. в зависимости от их направления и назначения применяются различные диапазоны частот. �х распределение и порядок использования определяются регламентом радиосвязи .

 Связь Земля - КЛА. Связь между земным пунктом и КЛА предназначается для обеспечения двусторонней передачи всех видов необходимой информации. Для связи с дальними КЛА (автоматическими межпланетными станциями - АМС) характерны крайне малые уровни принимаемых радиосигналов и большое время взаимной видимости, поскольку изменение направления земной пункт - КЛА определяется в основном скоростью суточного вращения Земли. Для связи с близкими КЛА ( искусственными спутниками Земли-�СЗ, космическими кораблями-КК, орбитальными космическими станциями и др.) характерны большая скорость изменения направления связи, малое время взаимной видимости, относительно небольшие дальности и соответственно достаточно большие уровни радиосигналов.

В  Линия Земля - Р±РѕСЂС‚ КЛА (Р— - Р‘) Рё Р±РѕСЂС‚ КЛА - Земля (Р‘ - Р—) несут различную информационную нагрузку Рё имеют различный энергетический потенциал. Линия Р— - Р‘ обеспечивает передачу РЅР° КЛА сигналов управления, траекторных измерений, телефонную, телеграфную, СЃРІСЏР·СЊ СЃ космонавтами РЅР° обитаемых РљРљ. Линия Р‘ - Р—, как правило, имеет значительно более РЅРёР·РєРёР№ энергетический потенциал, С‚. Рє. мощность передатчика КЛА ниже мощности передатчика земной станции РІ линии Р— - Р‘ (обычные мощности РЅР° КЛА - единицы-десятки РІС‚,РЅР° земной станции - единицы-десятки РєРІС‚) .Однако РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ поток информации идёт именно РїРѕ линии Р‘ - Р—. Это вынуждает применять РЅР° земных пунктах для приёма информации СЃ КЛА антенны СЃ весьма большой эффективной площадью (десятки Рј ²) ,Р° РІ случае приёма информации СЃ межпланетных КЛА (поскольку мощность принимаемого сигнала уменьшается пропорционально квадрату расстояния) необходимы эффективные площади РІ сотни Рё тысячи Рј ².Эффективные площади 2-5 тыс. Рј ²РґРѕСЃС‚игаются только РІ уникальных дорогостоящих антенных системах. Посредством таких антенных систем может быть обеспечена телефонная СЃРІСЏР·СЊ РЅР° межпланетных расстояниях.

  Начало радиосвязи с человеком в космосе было положено 12 апреля 1961, когда лётчик-космонавт Ю. А. Гагарин впервые в истории человечества облетел Землю на КК «Восток» и во время полёта поддерживал устойчивую двустороннюю телефонно-телеграфную связь с Землёй на метровых и декаметровых волнах. В последующих полётах КК «Восток» и «Восход» радиосвязь с Землёй совершенствовалась и была с успехом опробована между КК в групповых полётах. Во время полёта КК «Восток-2» в августе 1961 впервые из космоса на Землю передавалось телевизионное изображение лётчика-космонавта Г. С. Титова. При передаче телевизионного изображения для сужения спектра частот число кадров было уменьшено до 10 в сек.В дальнейшем стали применяться телевизионные системы с обычным стандартом (см. Космовидение ) .Наибольшая дальность двусторонней радиосвязи достигнута при полётах АМС к планетам. Например, при полётах к Марсу дальность связи между земным пунктом и АМС достигала 350 млн. км,к Юпитеру - 800-900 млн. км.С целью обеспечения таких дальних связей на АМС обычно используется направленная на Землю антенна.

  Связь через �СЗ. Обычно связь на большие расстояния обеспечивается по радиорелейным линиям прямой видимости, состоящим из двух оконечных и ряда промежуточных пунктов-ретрансляторов, отстоящих друг от друга на расстояние прямой видимости (50-70 км) .При установке одного промежуточного ретранслятора на борту �СЗ с высокой орбитой можно осуществить связь между двумя пунктами, удалёнными один от другого на тысячи км.Максимальная дальность непосредственной связи при этом определяется возможностью видения �СЗ одновременно с каждого пункта. Связные �СЗ могут применяться как в отдельных линиях связи, так и в сетях радиорелейных линий для передачи телевизионных программ, многоканальной телефонии и телеграфии и др. видов информации. Примером сети, имеющей большое число земных станций, может служить система действующая в Советском Союзе с 1967. Для связи могут использоваться �СЗ, обращающиеся по различным орбитам и на разных высотах. Основные варианты орбит для связных �СЗ: круговая стационарная, сильно вытянутая эллиптическая синхронная, средневысокая круговая, низкая круговая. �СЗ на стационарной орбите (стационарный �СЗ) постоянно находится («висит») над выбранной точкой экватора и обеспечивает круглосуточную связь между земными станциями на широтах меньше 75° в радиусе до 8000 кмот точки, над которой расположен спутник, например �СЗ «�нтелсат». Три таких �СЗ, находящихся на равном удалении вдоль экватора, осуществляют связь любых земных станций в пределах указанных широт. Для районов, расположенных на широтах выше 70-75°, наиболее выгодны сильно вытянутые эллиптические синхронные орбиты с апогеем над центром обслуживаемой линии связи и с периодом обращения �СЗ в половину или целые сутки (см.