欢呼苏联对宇宙飞行事业的又一新的巨大成就
1960-01-19文一
文 一
1960年5月15日,伟大的苏联按照宏伟的征服宇宙空间计划又发射了一个巨型卫星式飞船,飞船重达4,540公斤,比起1,327公斤的第三个人造地球卫星和1,533公斤的第三个宇宙火箭都重多了,由此可见火箭威力的巨大,特别是巨型卫星式飞船在控制技术方面所取得的巨大成就和她对未来宇宙飞行所作的贡献,更值得我们欢呼,这些出色的贡献表现在下述几个方面。
一、精确的控制系统保证了卫星式飞船进入接近圆形的轨道,并将按地面指令引导卫星式飞船下降并重新进入大气层。
这次所发射的巨型卫星式飞船的轨道接近圆形,而苏联以前几次发射的卫星轨道椭圆度都很大,如第二次发射的卫星远地点为1,671公里,而近地点为228公里,这样在近地点离地面虽仍很远,空气也很稀薄,但由于卫星速度很大,所以仍有一定的阻力影响,因而会减短卫星的寿命,而且由于轨道是椭圆的,卫星的速度变化也比较大,例如苏联第二个人造地球卫星在远地点(离地面1,671公里)的水平分速为7.05公里/秒,在近地点(离地面228公里)的水平分速度则为7.8公里/秒。
卫星的轨道为圆形则不然,如这次所发射的卫星式飞船高度大致为320公里,320公里高度处的空气密度比228公里高度处的密度约小10倍以上,同时卫星速度也是均匀的,因按照力的平衡原则(卫星式飞船在以高速度绕地球旋转所产生的离心力与地球引力相平衡就可保持减速运动):
式中:M——卫星式飞船的质量;
g——在任一高度的重力加速度;
go——在地面的重力加速度;
R——地球半径为6370公里;
H——离地面的高度。
在离心力与重力相平衡的情况下,作接近圆形轨道运行的卫星速度基本上均匀地保持7.75公里/秒。
但要使卫星进入接近圆形轨道对控制来说却是一个很艰巨的任务。因为为了保证卫星式飞船进入接近圆形轨道,除了必须非常精确地测出卫星式飞船的运行速度以便保证准确的关车时间外,特别是在卫星式飞船进入轨道时,其速度向量必须准确地保持与地平面平行,因此就要求准确度与稳定性非常好的自动控制系统,陀螺平台以及计算机构甚至无线电设备。
卫星式飞船和密封舱最后还将按地面的指令下降并进入大气层,这是解决宇宙飞行器返回地球的前奏,由于卫星式飞船与密封舱在进入轨道后,如不加控制(一般是不控制的)将如脱缰之马,她除了绕地球运行外,她还可能有自转,这样在以后要重新操纵她时,由于她的前后左右上下位置都在改变,在晕头转向摸不清她的位置和方向的情况下,要操纵她将无从下手。因此必须很好地通过控制系统解决对卫星式飞船的定位定向问题,如果一直对卫星式飞船进行控制以至引导她下降,由于控制系统须长时期工作,除了须解决能源问题外,将对控制系统的精确度提出高度要求。应该说完成这项任务是控制技术上的一个出色成就,是解决宇宙飞行器返回地球的一个良好的开端。
卫星式飞船所装的发射机为19,995兆周,与第一个宇宙火箭所用的频率一样,她并且还可以第一个社会主义国家的语言从天外播送到人间,而成为以人类语言作宇宙通讯的创举。
二、卫星式飞船将揭开宇宙空间更多秘密,为科学宝库提供更多可贵的资料。
卫星式飞船所带的各种仪器连同能源达1,477公斤之多,这说明她又将测量一系列有科学价值的数据,我们知道第一、二、三个苏联人造地球卫星对轨道参数,高层大气情况,宇宙线、地磁磁场,幅射现象等作了一系列探测,都提供了准确而有意义的结果,但也有些问题尚待进一步研究与测试,例如高空电离层的电子的温度
苏联第二个人造地球卫星轨道①与卫星式飞船的轨道②
远高于同高度的中性微粒和电子的温度,是偶然现象还是一般规律,就有待于进一步验证,这一次发射卫星式飞船由于测量仪器设备的完善,无疑会对天体与320公里高空进行一系列观察与统计性的试验记录,这些对科学研究和宇宙飞行都会提供宝贵资料。
三、卫星式飞船对安全飞行将进行一系列实验,这是为人类作宇宙飞行创造条件,卫星式飞船装有重达二吨半的巨型密封舱。密封舱可保持一定大气压力,温度与大气成份,因为缺乏氧气人是无法生存的,而在气压降低至47毫米水银柱压力(相当于19公里高的气压)时,人体内的血液在37度时就会沸腾起来,势必危及人的生命。座舱内还带有一个模拟人体重量的载荷以及人作宇宙飞行所需要的一切必要设备,这样就对有关失重(卫星的高速度绕地球运行时所有离心力恰与地心引力平衡。因此重力失去效应,故叫做失重)与超重(加速度影响)现象进行一系列的实验,这样就为人类作宇宙飞行创造了条件。
我们兴奋地从苏联这次发射卫星式飞船看到苏联火箭的威力的巨大。控制技术的出色成就,以及对使宇宙飞行器重回地球和宇宙安全飞行所作的又一巨大贡献,让我们欢呼并祝贺苏联人民和科学家在党的领导下所获得的辉煌成就。
我们也看到新华社14日电讯:美国5月13日在卡维纳尔角也发射了一个所谓“回声一号”的卫星,是一个塑料的“气球卫星”,原来准备在发射到轨道后就被吹得大大的,还准备播送艾森豪威尔在最高级会议上的发言,可是还没等到这位美国总统的发言,由于第二级火箭的导向系统失灵就天折了。这说明什么呢?在科学技术上靠吹已经是很可笑的了,更重要的是美国重型卫星发射不上去,可见火箭技术远较苏联落后,而控制技术更远远落后于苏联。
正如毛主席的东风压倒西风的英明论断,东风会继续压倒西风,东风会要更压倒西风。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”