зачем американцы вывели на среднюю околоземную орбиту 480 миллионов медных иголок длиной около 2 см
Зачем Пентагон вывел на орбиту 480 миллионов медных игл
Проблема мусора на околоземной орбите становится серьезной проблемой при все более активном освоении космоса. Международной космической станции, например, приходится периодически выполнять маневры уклонения от крупных частиц, представляющих для нее опасность в случае столкновения. Существуют даже проекты установки на МКС лазерных пушек для отстрела или сбрасывания лучом в атмосферу космического мусора. Но сегодня мало кто помнит, что старт засорению космоса дали Соединенные Штаты Америки.
Это было сделано американцами в рамках проекта под названием «Вестфорд» или «Westford Needles». Ученые из Массачусетского технологического института в начале шестидесятых годов решили создать на орбите Земли искусственное кольцо, чтобы усилить передачу радиоволн. Считается, что заказчиком этой программы выступил Пентагон. В условиях противостояния с Советским союзом Министерство обороны США искало способы обеспечить надежную радиосвязь между войсками. Проводной связи для нужд современной войны было недостаточно, а обычные радиоволны, отражающиеся от ионосферы, могли быть искажены помехами в случае обмена ядерными ударами между СССР И США.
По заказу военных американские ученые, с учетом имеющихся на то время технологий, предложили вывести на околоземную орбиту 480 миллионов медных иголок, которые должны были сформировать торообразное кольцо. Имеющая в длину 1,78 миллиметров, каждая медная иголка представляла собой дипольную микро-антенну. Фактически, специалисты из Массачусетского технологического института решили создать вокруг планеты искусственную ионосферу. Они принимали радиосигнал с планеты и совместно усиливали его для последующей передачи.
Первая попытка вывести микро-антенны на полярную орбиту была осуществлена в 1961 году. Ракета-носитель «Атлас-Аджена» 21 октября запустила спутник Westford 1, но попытка оказалась неудачной. Вторая попытка была предпринята 9 апреля 1962 года. Но только с третьего раза американцам удалось 9 мая 1963 года вывести в космос спутник Westford 2, который смог образовать нужное Пентагону облако из медных иголок толщиной в 30 километров на высоте от 3,5 до 3,8 тысячи километров. Уже через четыре дня американцы смогли произвести успешный обмен радиосигналами между лабораторией в Массачусетсе и антенной в Калифорнии.
США удалось создать своего рода предтечу современных спутниковых группировок. Но против по понятным причинам выступил СССР, а также весьма неожиданно и Соединенное Королевство в лице своего астрономического общества. Неизвестно доподлинно, что послужило причиной, но проект «Вестфорд» был свернут в том же 1963 году. Однако следы его до сих пор остались в космосе и на полярном круге. Предполагалось, что медные иголки постепенно сами упадут на планету, на что понадобится десять лет. Их сегодня вполне можно пособирать на полюсе, содержание составляет примерно 5 единиц на один квадратный километр.
Но расчеты в целом не оправдались, и большая часть американских медных игл до сих пор находится на околоземной орбите, засоряя околоземное пространство незапланированными результатами экспериментов Пентагона.
Проект «Вестфорд»: как американские военные делали Земле кольца
Середина ХХ века была богата на невероятные проекты. Сумрачные гении всех ведущих стран изобретали вундерваффе разной степени безумия — и лишь небольшая часть из них дошла до практического воплощения хотя бы в форме эксперимента. Интересно и то, что далеко не все, воплотившиеся в реальности, известны широкой публике.
Кольца из пыли и льда у планет — явление красивое, достаточно взглянуть на изображения Сатурна. И достаточно распространённое в космосе: в Солнечной системе кольца имеют все газовые гиганты, и даже некоторые астероиды.
Как известно, у Земли колец в настоящее время нет. Как и у других планет земной группы. Точнее, некие пылевые «недокольца» наша планета имеет — но они с большим трудом фиксируются даже специальной аппаратурой.
Видимые в оптическом диапазоне кольца Земли были бы весьма красивым зрелищем
Есть предположения, что в глубокой древности Земля периодически могла приобретать кольца после взаимодействия с другими космическими объектами. И что именно их затенением поверхности могли вызываться похолодания климата — к примеру, на рубеже эоцена и олигоцена 34 миллиона лет тому назад, что вызвало обледенение Антарктики и превращение влажной планеты тропических лесов в мир обширных степей и саванн. Но пока что это — лишь теории.
Реальностью же является то, что в 1960-е годы американские военные соорудили Земле искусственные кольца. И это не теория заговора, а существовавший в реальности проект под названием «Вестфорд».
Вся эта глобальная военная система была почти бессмысленна без надёжной глобальной же связи. В атмосфере паранойи, прекрасно описанной Кубриком в «Докторе Стрейнджлаве», очень важным было иметь возможность отдать немедленные приказы на корабли и самолёты в любой точке планеты.
Сейчас это обеспечивают сотни спутников связи, которыми буквально забито околоземное пространство. А вот в 1950-е с этим были большие сложности. Напомню: самый первый искусственный спутник Земли в истории человечества СССР запустил в октябре 1957 года.
Американским военным для связи с дальними базами, самолётами и эскадрами приходилось либо использовать подводные кабели и передачу информации через целую цепочку передатчиков — либо задействовать не особенно надёжную и весьма капризную ионосферную радиосвязь, зависящую от солнечной активности и других факторов.
Хуже того, в Пентагоне опасались, что секретные советские подлодки с батискафами могут в критический момент попросту перекусить глубоководные коммуникационные кабели, оставив войска на переднем крае будущей войны без надёжной связи с командованием.
С этим требовалось что-то сделать. Идея родилась в 1958 году у Уолтера Э. Морроу, сотрудника лаборатории Линкольна в знаменитом MIT, Массачусетском технологическом институте. Созданная в 1951 году лаборатория — которая даже располагалась не в зданиях MIT, а невдалеке на авиабазе Хэнском под Бостоном — работала на военное ведомство, и в числе прочего занималась вопросами радиолокации и радиосвязи — так что проблема была им хорошо известна.
Морроу предложил: раз подводные кабели можно перерезать, связь через ионосферу ненадёжна, а искусственные спутники Земли делают лишь первые шаги в космос — нужен новый план, даже если он звучит слегка безумно. Мы уже научились выводить в космос простые объекты? Отлично! Мы выведем в космос гигантское облако дипольных отражателей! Оно будет надёжнее, чем ионосфера — а собрать миллионы иголок в открытом космосе не сумеют даже советские коммунисты.
Explorer-I, первый американский искусственный спутник Земли, отправившийся на орбиту 1 февраля 1958 года
В общем-то идея была не нова. Ещё в 1945 году Артур Кларк, будущий великий фантаст, а тогда — лейтенант королевских ВВС, работавший по тематике авиационных РЛС, предложил использовать трофейные немецкие «Фау-2» для массового запуска на геостационарную орбиту Земли и обеспечения устойчивой глобальной радиосвязи. Но тогда до воплощения дело не дошло — а вот в конце 1950-х американские военные дали проекту «добро».
Времена были суровые, на оборону денег не жалели – да и при всей своей фантасмагоричности технически проект, названный в честь соседнего с лабораторией городка Вестфорд, стоил по меркам Пентагона копейки. На изготовление первых 480 миллионов медных игл длиной 17,8 мм (половина длины волны частотой 8 ГГц) и толщиной 25,4 микрометра ушло всего лишь около 20 килограммов меди. Эти иглы должны были быть рассеяны из специальных диспенсеров по околоземной орбите, сформировать искусственное кольцо Земли и обеспечить вооружённым силам США надёжную радиосвязь почти в любой точке планеты.
Длина иглы проекта «Вестфорд» (реальная игла была бы почти невидима из-за толщины в 25,4 микрометра)
Однако далеко не все американские учёные, работавшие на военных и на космическую программу, восприняли идею позитивно. Многие ещё на стадии разработки выразили обеспокоенность. Пусть микроиглы из-за крохотной массы даже при космических скоростях вряд ли представляли сколько-то существенную угрозу для орбитальных полётов – но они стали одними из первых облаков космического мусора в околоземном пространстве, они могли вызвать сложности для работы научных радиотелескопов и хуже того, мешать связи с космическими аппаратами при полётах за пределы орбиты Земли.
Военные очень хотели заполучить надёжную глобальную связь, закинув на орбиту тучу иголок — но возмущения и опасения учёных дошли до президента Кеннеди. Он и предложил компромиссное решение: сначала запустим не очень много на не очень высокую орбиту, 3500-3800 километров от земной поверхности — чтобы иголки сами под действием гравитации за ближайшие годы упали обратно на Землю — и посмотрим, что из этого получится. А потом будем решать дальше.
Диспенсер и контейнер для иголок проекта «Вестфорд» в филиале Национального музея воздухоплавания и астронавтики
Первый аппарат Westford-1 с иголками, включавший контейнер и диспенсер, отправился на околоземную орбиту 21 октября 1961 года. Для экономии его включили в пуск, главной целью которого был вывод на орбиту спутника системы раннего оповещения о ракетном нападении MIDAS-4. Правда, старт вышел неудачным, и на нужную орбиту не вышли ни спутник, ни контейнер с иголками.
Проект не был секретным: о нём вполне открыто сообщали в СМИ как о достижении американской науки и техники, тем паче, что дела в космической гонке тогда у Вашингтона шли не очень. В СССР проектом «Вестфорд» немедленно и громко возмутились в ТАСС от имени «всей прогрессивной научной общественности», обвинили «ястребов Пентагона» в захламлении космического пространства, а в репертуаре популярных тогда эстрадных юмористов Рудакова и Нечаева появилась частушка:
Пентагоновские волки
В космос бросили иголки,
Мы ведь можем полететь
И в иголки нитку вдеть!
В возмущении советской стороны, помимо критики соперника по Холодной войне и космической гонке, был резон — и не случайно протест выражали учёные и самих США, и союзной США Великобритании. В ООН американцам пришлось оправдываться перед представителями многих других стран, обеспокоенных сомнительными действиями в космосе, и посол Стивенсон даже был вынужден обещать в Генеральной Ассамблее консультироваться с другими странами перед подобными смелыми экспериментами. Тем не менее, проект продолжался: военным была нужна их связь, а лаборатории Линкольна и Уолтеру Э. Морроу, её будущему директору — результаты эксперимента.
9 апреля 1962 года на орбиту вместе со спутником MIDAS-5 ушёл ещё один контейнер с иголками, Westford-Drag — но и с ним не очень получилось. Лишь 9 мая 1963 года американцам удалость вывести на заданную орбиту и MIDAS-7, и Westford-2. Первый стал первым в истории космическим аппаратом, зафиксировавшим из космоса ракетный пуск на Земле. Второй же наконец-то высыпал иголки проекта «Вестфорд» на высоте между 3500 и 3800 километрах над поверхностью Земли.
Диспенсер и иголки проекта «Вестфорд»
После формирования вокруг Земли кольца из дипольных отражателей, а точнее — бублика из игл в 15 км шириной и 30 км толщиной — что интересно, оно было ориентировано не по экватору, а проходило над Северным и Южным полюсами — 14 мая учёные из лаборатории Линкольна провели посредством него успешный сеанс голосовой радиосвязи с коллегами из Калифорнии на частотах от 7,75 до 8,35 ГГц. Скорость передачи данных составила около 20 килобит в секунду
Система работала, но продолжалось это недолго. Иглы не только продолжали рассеиваться в пространстве, уменьшая эффективность «работы» кольца-облака: орбита была слишком низкой, и иглы снижались под действием гравитации. Уже ко 2 июля 1963 года связь через разредившееся космическое кольцо стала почти невозможной, и эксперимент прекратили.
Ещё в конце того же мая учёные из британского Кэмбриджа вновь выразили американцам категорическое возмущение и осуждение, которое разделяли многие. Это наложилось на проведённые в 1962 году американцами ядерные испытания в космосе. Смелые, но сомнительные космические эксперименты Пентагона и НАСА всё больше возмущали не только СССР, но и их собственных сограждан и союзников.
Впрочем, на это в условиях пика Холодной войны, возможно, и закрыли бы глаза: только что отгремел Карибский кризис, едва не спровоцировавший мировую ядерную войну, вопросы военной безопасности были в приоритете. Проект «Вестфорд» прекратили не столько протесты учёных и дипломатов, которые искренне возмущали Уолтера Э. Морроу и других сотрудников лаборатории Линкольна, сколько стремительное развитие более совершенных технологий.
Ещё в 1962 году на орбиту успешно вышел первый американский спутник связи Telstar, «дедушка» всех современных систем спутниковой связи. Частный космический аппарат, разработанный в осознавшей коммерческие перспективы космоса коммуникационной компании AT&T, передал через Атлантику не голосовую радиосвязь, а полноценный качественный телевизионный сигнал. Он показал, что связь через космос лучше делать по совсем другой модели, нежели запуск на орбиту Земли огромных колец дипольных отражателей.
Telstar, пращур современных спутников связи и «убийца» проекта «Вестфорд»
Проект «Вестфорд» закрыли, и больше искусственных колец Земле делать не пытались. Зато споры вокруг него стали одной из причин создания и подписания международного Договора о космосе 1967, который по сей день является основой «космического законодательства Земли».
Большая часть медных игл «Вестфорда» уже в первые годы после запусков осыпались на Землю. Особенно много их упало в Гренландии — там нашли до пяти игл на квадратный километр территории. Впрочем, упали далеко не все. По современным оценкам, как минимум 36 облаков игл, оставшихся после первых неудачных пусков, до сих пор висят на околоземной орбите.
Впрочем, на фоне летающих там же гор разнообразного и куда более тяжёлого космического мусора они практически незаметны и не представляют опасности для космических аппаратов — оставаясь своего рода памятником причудливых экспериментов начала космической эры человечества.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Посмотрите какую интересную историю вычитал. Слышали ли вы о таком?
Проект «Вестфорд» (англ. Project West Ford, также Westford Needles или Project Needles) — эксперимент, осуществленный в 1961—1963 годах лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института по заказу Министерства обороны США в интересах Вооружённых сил для обеспечения более надёжной системы военной связи.
В разгар холодной войны обеспечение надёжной военной связи оказалось для США актуальной проблемой. В 1950-х годах дальняя связь осуществлялась либо по подводным кабелям, либо посредством радиосигналов, передаваемых в ионосфере. Оба варианта имели слабые стороны: в случае обострения конфликта СССР мог повредить кабельные линии, а радиосвязь серьёзно зависела от стабильности ионосферы — солнечные бури чреваты возмущениями в атмосфере Земли. Чтобы обеспечить Америке надёжную радиосвязь, в Массачусетском технологическом институте разработали проект по созданию орбитального кольца вокруг Земли, которое должно было служить постоянным отражателем для радиоволн.
В рамках проекта Уолтера Морроу, получившего название «Вестфорд» (West Ford), предполагалось вывести на земную орбиту 480 млн медных иголок — крошечных отрезков проволоки длиной 1,8 см и диаметром около 20 мкм. Каждая из этих проволочек представляла собой дипольную антенну, принимавшую радиосигнал с Земли и передававшую его соседним антеннам.
Те самые медные проволочки на пальце человека и в сравнении с почтовой маркой
Уже на четвёртый день после вывода иголок в открытый космос состоялся успешный пробный сеанс радиосвязи между Калифорнией и Массачусетсом. Правда, по мере рассеяния облака качество связи падало, и в том же 1963 году проект был свёрнут. Согласно расчётам американцев, медным иголкам понадобилось около 10 лет, чтобы вернуться на Землю, однако какое-то их количество всё ещё летает вокруг нашей планеты, превратившись в бесполезный космический мусор.
Спутники были выведены на орбиту ракетой-носителем «Атлас-Аджена»:
Westford 1 — запущен 21 октября 1961 года,
Westford-Drag — запущен 9 апреля 1962 года,
Westford 2 — запущен 9 мая 1963 года.
Зачем американцы вывели на среднюю околоземную орбиту 480 миллионов медных иголок длиной около 2 см
Сегодня мы хотим рассказать вам историю о том, как США во время холодной войны запустили несколько миллионов медных игл в космос.
В 1950 годы страны могли отправлять и принимать сообщения через океан за считанные минуты благодаря огромным подводным кабелям и радиоволнам (радиоволны отражались от ионосферы Земли).
Листая старые газеты
Перелистывая советские газеты полувековой давности, я наткнулся на интересную заметку. «Правда» со ссылкой на американские информ-агентства сообщала, что 21 октября 1961 года США запустили в космос искусственный спутник «Мидас» с контейнером, в котором находится 400 миллионов мелких медных иголок.
Запуск спутника Мидас
Прочитав это, советские люди должны были бы и в самом деле впасть в беспокойство. Ведь это было время отчаянного военного соперничества в области космических и ядерных вооружений между
СССР и США. Причем в обеих этих сферах мы американцев опережали: у нас и бомбы были мощнее, и ракеты поднимали больший полезный груз.
Так зачем же тогда этим проклятым империалистам понадобилось разбрасывать иголки в околоземном космическом пространстве? Да еще как раз в те самые дни, когда в Москве проходил судьбоносный исторический XXII съезд КПСС, провозгласивший курс на построение коммунизма в СССР.
Начнем с заявления ТАСС.
В заявлении ТАСС в связи с запуском в космическое пространство военно-воздушными силами США 400 миллионов медных иголок было сказано:
«На днях военно-воздушными силами США запущено в космическое пространство 400 миллионов медных иголок с целью создания вокруг Земли на высоте свыше трех тысяч километров искусственного кольца, от которого должны будут отражаться радиоволны наземных станций.
Если бы из космоса наблюдались все искусственные спутники Земли,то это выглядело бы примерно так.
В связи с этим ТАСС уполномочен заявить следующее. Соединенные Штаты Америки, развертывая подготовку ядерной войны, шаг за шагом расширяют использование космического пространства в этих целях, которые противоречат жизненным интересам всех народов.
К испытательным ядерным взрывам на больших высотах, проведенным США в прошлом году, добавляются сейчас военные эксперименты в космосе с миллионами медных иголок. При этом американская военщина полностью игнорирует те опасные последствия, которые могут возникнуть для человечества в связи с засорением околоземного пространства в результате таких экспериментов.
Между тем ученые считают, что создание в космосе пояса из миллионов медных иголок может привести к далеко идущим последствиям, в том числе затруднить поддержание связи с космическими кораблями, которым предстоит совершать полеты к Луне и планетам Солнечной системы.
Не приходится говорить уже о том, что эти эксперименты могут серьезно помешать также научной работе астрономов, изучающих небесные тела с помощью радиотелескопов. Легко понять поэтому то глубокое возмущение, которое проявляется международными научными кругами в связи с действиями США по рассеиванию в околоземном пространстве большой массы медных иголок. 18 мая 1963 года».
Проект «Вестфорд» в действии
Итак, запусков спутников с иголками на борту, оказывается, было несколько. А кроме того, есть данные, что самих этих иголок было гораздо больше, а именно 480 миллионов. Каждая игла имела длину 1,78 сантиметра и диаметр 18 микрон.
И хотя мелко нарубленная медная проволока не очень ассоциируется с научным инструментарием, именно эти иголки действительно стали серьезной попыткой радиофизиков NASA найти способ обеспечить надежную связь на больших расстояниях.
Никого этими иголками с орбиты американцы, конечно же, колоть не собирались. Просто авторы проекта, получившего название «Вестфорд», решили создать из них на орбите Земли своеобразное «кольцо» и использовать его для нужд загоризонтной радиосвязи. Они рассуждали так: если природная ионосфера имеет недостатки, мешающие с ее помощью создать такую радиосвязь, то. можно создать искусственный объект, лишенный, так сказать, природных минусов.
Ведь «зеркало» для отражения радиоволн не обязательно должно быть сплошным непрозрачным экраном. Недаром самые большие радиоантенны делаются сетчатыми, иначе бы их вес оказался слишком велик. Так вот и иглы, запущенные в космос в 1961 году и позже, должны были образовать там гигантскую сеть, от которой радиосигналы отражались бы, как и от экрана, и возвращались на Землю за тысячи километров от места их отправки!
West Ford Needle Dispenser. Микро-антенна
С помощью двух 18,5-метровых антенн организаторы эксперимента провели сеанс связи между Калифорнией и Массачусетсом, причем отмечалось, что «голос можно было расслышать». Однако иглы все сильнее расходились по орбите, плотность искусственной ионосферы падала, отражающее облако меняло форму и объем, и скоро качество радиосвязи стало абсолютно неприемлемым.
Project West Ford оказался если не провальным, то уж точно неудачным. Проект “орбитальных игл” закрыли и в последующие годы предпочитали о нем не вспоминать. А ведь останки этого глобального эксперимента и сейчас остаются в космосе. По данным на 2008 год там ещё остается около 200 миллионов игл.
Мусор или не мусор?
«Вестфордские» иглы до сих пор остаются головной болью борцов с космическим мусором (в день первого запуска иголок в 1961-м газета «Правда» вышла с гневным заголовком: «США засоряют космос». И понятно почему: ведь даже микроскопическая пылинка, врезавшись в иллюминатор того же космического аппарата типа шаттл, может оставить в нем убедительных размеров кратер.
Повреждение от космического мусора на корпусе шатла
Так что сегодня плотность иголок, рассеянных по околоземному пространству, заведомо не превышает нескольких штук на кубический километр. С другой стороны, только разрушение китайского спутника связи способствовало появлению на орбите 13 000 его фрагментов, включая гайки, болты и отдельные элементы его конструкции, опасности от которых куда больше! А сколько на орбите уже потеряно гаечных ключей, никто не считал.
Каждое лыко в строку!
Зато информационный повод ругать себя американцы подали просто отличный. Например, известный советский детский писатель Лев Кассиль тут же вставил эпизод с иголками в свою повесть «Будьте готовы, Ваше высочество!», по которой у нас затем еще и кинофильм сняли. Написано же там было буквально следующее:
Лев Кассиль на встрече с читателями.
Тень жадно надвигалась на лунный диск. Огромная чернота выгрызала светлое тело луны все глубже. Ночь вокруг становилась зловещей.
Король украдкой заглянул одним глазком еще раз в телескоп, надеясь увидеть эти злые иглы, окружающие теперь землю по недоброй воле мерихьянго. Но игл он не увидел. Лишь утесненный диск луны, теперь уже похожий на осколок блюдца, светился в черном круге телескопа. »
Но вот прошло полвека, и где они, все эти проклятые иголки мерихьянго?