Второй спутник: наука

Liss · 31.10.2014 13:01:45

http://www.sinp.msu.ru/ru/post/20343

ЦитироватьНИИЯФ МГУ отмечает 57-летие со дня запуска в космос первых научных приборов

31 Окт 2014, 11:14, материал подготовил(а): Васильева Анна Людвиговна

3 ноября 1957-го года сотрудники НИИЯФ МГУ стали одними из первых в мире, кто отправил в космос научные приборы. Они были установлены на второй искусственный спутник Земли, на котором также полетело первое живое существо – собака Лайка.

Отметим, что кроме научных приборов НИИЯФ МГУ для измерения интенсивности космических лучей на спутник был установлен прибор ФИАН для регистрации ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца.

Для вывода на орбиту второго искусственного спутника Земли использовалась двухступенчатая ракета «Р-7» («Спутник»). Максимальное удаление спутника от поверхности Земли составляло 1670 километров, а минимальное - 225 километров. Время одного полного оборота спутника вокруг Земли составляло около 100 минут. Угол наклона орбиты к плоскости экватора был равен 65 градусам. Запас химических батарей для электропитания приборов спутника был рассчитан на 7-10 дней. Всего спутник совершил более 2300 оборотов вокруг Земли и в апреле 1958 года вошёл в плотные слои атмосферы и перестал существовать.

Научные приборы НИИЯФ МГУ для измерения интенсивности космических лучей разрабатывались под руководством С.Н.Вернова. Непосредственно созданием приборов занимался Юрий Иванович Логачёв, ныне он доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник НИИЯФ МГУ.

«На первом искусственном спутнике Земли научных приборов не было, что объяснялось соревнованием с США за первенство в запуске искусственного спутника Земли. В этой гонке было не до науки, пусть попроще, но первые... О подготовке к запуску первого спутника никто не знал, кроме узкого круга лиц, куда не входили учёные. Наш прибор к этому времени был полностью готов к полёту и, если бы С.Н.Вернов знал о подготовке первого запуска, наш прибор, наверняка, был бы там», - сказал Юрий Иванович Логачёв.

На втором спутнике было установлено два прибора НИИЯФ МГУ. Вес каждого - 2,5 килограмма. Это были первые в мире приборы, электроника которых была разработана и собрана целиком на полупроводниках, что обеспечило малый вес и малое энергопотребление прибора. Информация с приборов об интенсивности космических лучей передавалась по радиотелеметрическому каналу во время пролёта спутника над территорией СССР, то есть в области перигея орбиты, на высотах 250-500 километров. Измеренные потоки космических лучей для всех пролётов над территорией СССР, кроме одного - 7 ноября 1957 года, показали разумные значения. Это были первые в мире измерения космических лучей на таких высотах, в широком диапазоне долгот и широт. В пролёте 7 ноября 1957 года оба прибора показали повышенные скорости счёта космических частиц, что, как выяснилось позднее, было вызвано высыпанием электронов из внешнего радиационного пояса Земли, открытого сотрудниками НИИЯФ МГУ с помощью третьего советского искусственного спутника в мае 1958 года. Регистрация и открытие частиц внутреннего радиационного пояса была осуществлена под руководством Ван Аллена на американских спутниках - Эксплорер-1 и Эксплорер-3 - в феврале-марте 1958 года с прибором, аналогичным первым космическим приборам НИИЯФ МГУ.

Первый космический научный прибор. Разработан и изготовлен в НИИЯФ МГУ. Фото: Олег Баринов

ааа · 31.10.2014 18:24:36

Блин, там же светодиоды!

sychbird · 31.10.2014 17:54:08

ИМХО, это неонки. Счетчик подобный помню хорошо, он в середине 60 гг еще во всю в ходу был.
Юзал в лабораторном практикуме по радиохимии и у геологов широко использовался. В системах безопасности реакторов и ядерно-физических установок всяких, например НГ - 200 применялся до середины семидесятых как минимум.

ааа · 31.10.2014 21:37:48

Большая статья про эти приборы, но откуда там светодиоды, я так и не понял. )

http://llve.inr.ac.ru/chudakov/memorials/logachev.htm

Плейшнер · 31.10.2014 20:46:18

Цитироватьааа пишет:
Большая статья про эти приборы, но откуда там светодиоды, я так и не понял. )

http://llve.inr.ac.ru/chudakov/memorials/logachev.htm

в сборнике Успехи СССР в исследовании космического пространства. Первое космическое десятилетие. 1957-1967
есть схема, попросите Liss _а посмотреть, вроде бы такая книга есть у него.
А светодиоды как бы появились позже да и нечего им делать в этом приборе

Pavel · 31.10.2014 18:34:42

Цитировать[USER=16591Плейшнер[/USER] пишет:

Цитироватьааа пишет:
Большая статья про эти приборы, но откуда там светодиоды, я так и не понял. )

http://llve.inr.ac.ru/chudakov/memorials/logachev.htm
в сборнике Успехи СССР в исследовании космического пространства. Первое космическое десятилетие. 1957-1967
есть схема, попросите Liss _а посмотреть, вроде бы такая книга есть у него.
А светодиоды как бы появились позже да и нечего им делать в этом приборе

Насколько я понимаю, вот эта?

Плейшнер · 31.10.2014 21:40:42

Похоже она, тогда эти "светодиоды" на самом деле тиратроны? А что пишут в описании?

ааа · 31.10.2014 23:00:08

Наверное, это поздняя "модернизация", чтобы видеть глазами, сколько насчитало. Индикация каждого двоичного разряда.

ааа · 31.10.2014 23:03:47

ЦитироватьПлейшнер пишет:

Похоже она, тогда эти "светодиоды" на самом деле тиратроны? А что пишут в описании?

В статье пишут, что МТХ-90 не подошли. Да и не МТХ это никакие.

Ded · 31.10.2014 23:10:23

ЦитироватьПлейшнер пишет:

Похоже она, тогда эти "светодиоды" на самом деле тиратроны? А что пишут в описании?

Тиратроны имели сетку (или сетки), то есть, это не диод

ааа · 31.10.2014 23:15:09

А вообще это делитель то ли на 1024, то ли на 2048.
Пролетело 2048 частиц через счетчик - релюшка один раз щелкнула в передатчик.

Плейшнер · 31.10.2014 22:16:59

Цитироватьааа пишет:
ЦитироватьПлейшнер пишет:

Похоже она, тогда эти "светодиоды" на самом деле тиратроны? А что пишут в описании?
В статье пишут, что МТХ-90 не подошли. Да и не МТХ это никакие.

Я в них мало понимаю, а поиск выдал несколько похожих по форме и размерам.

Плейшнер · 31.10.2014 22:18:56

Цитироватьааа пишет:
А вообще это делитель то ли на 1024, то ли на 2048.
Пролетело 2048 частиц через счетчик - релюшка один раз щелкнула в передатчик.

Я тоже так понял

ааа · 31.10.2014 23:27:55

Кубик · 01.11.2014 00:11:40

Там некому было бы смотреть, а на музейном стенде могли и воткнуть светодиоды..

Chilik · 02.11.2014 03:04:58

Господа, а почему вы решили, что это светодиоды?
Авиационных приборных лампочек никто не видел, что ли?
Были серии СМК и СМНК, если про красный цвет баллона.
К примеру, так выглядит СМК-28-0,05-1 (28 В, 50 мА, 1 Вт)

А серия СМНК вообще безцокольная, и скорее всего, именно она и применялась.

По габариту они чуть больше в длину, чем светодиоды АЛ307, а по диаметру даже поменьше.

P.S. Вряд ли этот объект является неонкой или тиратроном. У них характерный оранжевый цвет свечения и никто не стал бы упаковывать их в красный баллон. Хотя и с лампой накаливания тот же вопрос: а нафига?

Кубик · 02.11.2014 16:45:04

Да, на СМ похожи, но вряд ли они - вольтаж не тот, да и опять же - кто бы наблюдал. А главное - если как следует приглядеться, - очень неровно высовываются, пара явно длиннее СМ - и кто бы такой монтаж тогда выпустил в полёт?

ааа · 02.11.2014 17:00:37

Что десять светодиодов, что десять лампочек по любому жрут слишком много для питания от батареек. )
Так что это или отладочный наземный образец, чтобы видеть процесс накопления событий, или демонстрационный, чтобы красиво моргало и переливалось.

ааа · 02.11.2014 17:06:18

А никто не опознал деталь "П"?
Я вот подозреваю, что это что-то типа пьезотрансформатора. Нечто подобное я как-то видел на НПОмаш двадцать лет назад: цилиндрическая штучка, вставляющаяся в гнездо типа лампового. А как это обозначалось, уже не помню.
В книжке не написано?

Chilik · 02.11.2014 14:30:00

ЦитироватьКубик пишет:
Да, на СМ похожи, но вряд ли они - вольтаж не тот, да и опять же - кто бы наблюдал.

Вольтаж - фигня, они разные бывают. У меня в шкафу на работе, к примеру, уже лет 30 валяется упаковка СМН с рабочим напряжением 3 вольта. Нужно было тогда для одного измерителя удельного энерговыделения сделать маленький встроенный калибратор, микролампочка оказалась самым простым решением.
А вот про наблюдателя - да. Скореевсего, это - наземный стенд.

Кубик · 03.11.2014 00:23:54

Вот так вернее, хотя 3-х вольтовых СМ по справочнику не было, и такой монтаж просто не выдержал бы перегрузок и вибрации - баллоны прилегают к отверстиям без защиты...

Pavel · 04.11.2014 16:13:22

ЦитироватьВ книжке не написано?

Увы. Там просто написано, что впервые вся электроника прибора была выполнена на полупроводниках. После чего стоит ссылка на схему.

ааа · 12.11.2014 22:24:51

Я тут подумал, может, в штатном приборе и окна вдоль счетчика не было? Как-то не по советски выглядит. Слишком субтильно.

ОАЯ · 14.11.2014 19:50:15

Свои пять копеек. Лампочки СМНК вполне могли быть. 3 Вольта 50 мА. И прозрачное окно. Но использоваться это могло, видимо, только при калибровке прибора и в полете лампочки не запитывались. Это подтверждает реле с двумя обмотками - жесточайшая экономия электроэнергии - обмотки запитываются только на время перекидывания якоря реле.
П - это высоковольтный преобразователь. Аналогичные приборы устанавливались в то время на аэростатах. Но есть отличия. Кстати, они тоже тщательно калибровались. Похоже это одна из основных операций для получения достоверного результата. В аэростатных измерителях иногда применялись схемы совпадений от двух счетчиков Гейгера. Один напрямую, другой в экране - фильтре мягкой компоненты. И без каскадного делителя на 2 - т.к. количество импульсов в сто раз меньше, чем на высоте 100 км.

Кубик · 15.11.2014 01:54:02

ЦитироватьОАЯ пишет:
Лампочки СМНК вполне могли быть

Не та форма баллона, "плюс" :| - отсутствие амортизации - и зачем лишнее в полёте - менять монтаж перед установкой на спутник? Да и в схеме их нет...

ОАЯ · 15.11.2014 07:20:08

Масса 0.92 грамма вместе с соединительными проводами
CM масса не более 2 г плюс каждой лампе по патрону плюс провода.
В три раза тяжелее! Но я не спорю, могут быть и другие типы.

Балоны скрыты в пластиковом кольце как на ранних компоновках светодиодов - те тоже были в пластиковых стаканчиках без дна.

Без аммортизации - но в полете лампочки не использовались. Просто оставались на месте и не запитывались.

На приведенной выше схеме лампочки не нарисованы, потому что одна лампочка на один триггер - лампочки входят в состав триггера, а схема отдельного триггера неприведена. Как не показана схема преопразователя, усилителя.

Менять перед полетом схему не надо, просто на Земле на время проверки контакт шины питания лампочек во внешнем разъеме подключается, например, к плюс четырем вольтам, а в полете остается пустым.

Пусть прибор уже на спутнике на Байконуре. Прошла гроза, авария в электросетях или сработал пиропатрон... Надо убедиться в работоспособности прибора – ВСЕХ его частей перед пуском. Подключают вольтметр для проверки высоковольтного преобразователя – проверили, работает, нагрузку держит. Подключаем генератор импульсов ко входу усилителя ограничителя, блок питания к шине контрольных лампочек и по включению лампочек оцениваем работу каждого делителя – проверили работает. Тоже с реле. Докладываем руководителю по науке – Проверка произведена согласно инструкции по проверке, проверку изделие прошло, замечаний в работе нет.

Кубик · 16.11.2014 01:16:24

Всё бы ничего, да вот нет там амортизации и "шины питания лампочек", они должны ведь в нагрузке триггеров стоять - питание общее ...да и 50 мА - многовато для тогдашних ПП триггеров и 50х10 = 500? - (я чуть позже с ними дело имел)...Да, индикаторов-то 10? - рабочий импульс на лампочке и не увидишь - короток..

ОАЯ · 16.11.2014 02:01:04

Амортизация не нужна – после взлета лампочки не нужны – они навсегда отключены.
Но амортизация может и была на раме крепления прибора.
Лампочки не в нагрузке плеча триггера. Отдельный ключ управляемый триггером. Если тока не хватает – два транзистора. И еще есть способ – обходной ток. Например, при 30 мА лампочка не загорится. Но добавить 20 через транзистор и нить накала начинает излучать. Не забываем, что это все только на Земле при проверке. В этом случае электричество не экономим.
Никаких 500 мА. Через каждый триггерный буфер питается одна лампочка.
Триггер имеет на выходе меандр со скважностью 2. Т.е. меняя частоту генератора при проверке можно проверить любой разряд счетчика.

Отдельная шина питания лампочек не показана на схеме. А вот это уже необъяснить моей теорией. Облом.