Первые метеорологические

Сегодня трудно представить себе науку без армии роботов, собирающих информацию в труднодоступных для человека местах. А началось все с метеорологии, с шаров-зондов. Эти небольшие аэростаты с самопишущим прибором-метеорографом, впервые предложенные Д. И. Менделеевым, запускались в России с 1896 года. И с того времени русская метеорология постоянно занимает первое место в мире по исследованиям атмосферы с помощью летательных средств. Второй период развития этой области науки начался в СССР с изобретения профессором А. П. Молчановым радиозонда, положившего начало всей современной телеметрической технике. Передача полученных научных данных на Землю по радио резко увеличила эффективность исследований. Но радиозонды могли подниматься лишь на высоту 40 км, далее метеорологи могли надеяться только на ракеты.

Первые же запуски приборов для исследований атмосферы на большую высоту с помощью мощных геофизических ракет принесли науке ценнейшие данные. Но из-за большой стоимости и сложности подготовки к старту эти ракеты запускались всего несколько раз в год. А метеорологам было необходимо получать регулярные сведения о динамике процессов, идущих в верхних слоях атмосферы. Для этого требовалась дешевая, надежная, простая в эксплуатации ракета сравнительно небольшой грузоподъемности. И вот к осени 1951 года промышленные предприятия страны по техническому заданию Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Гидрометеорологической службы СССР впервые в мире создали специальную метеорологическую ракету МР-1. Ее применение открыло третий период высотных метеорологических исследований.

МР-1 представляла собой неуправляемую жидкостную ракету нормальной схемы с аэродинамическим стабилизатором. Ее ЖРД с вытеснительной системой подачи работал на азотной кислоте и керосине. Пуск производился по траектории, близкой к вертикали, из станционарной стартовой вышки. Для увеличения скорости выхода из нее на ракете устанавливался стартовый ускоритель, представлявший собой связку из нескольких пороховых ракетных двигателей. Запуск ускорителя и ЖРД производился одновременно.

Любая ракета имеет некоторую асимметрию во внешних обводах, в распределении масс и приложении тяги двигателя, которая заставляет ее отклоняться от заданной траектории. Чтобы уменьшить это отклонение, не применяя дорогой системы управления, метеорологическим ракетам при пуске придается вращение вокруг продольной оси. Это обеспечивается спиральной закруткой направляющих стартовой установки.

В головной части МР-1l устанавливался стандартный набор ракетной метеорологической аппаратуры, разработанной и изготовленной специалистами ЦАО. В шпиле ракеты и верхнем отсеке ее головной части располагались разнообразные манометры, термометры и другие измерительные приборы, а также коммутатор, поочередно подключавший их к радиопередатчику. В среднем отсеке — передатчик и четыре фотоаппарата, работавших синхронно. Оси их объективов были направлены вниз между плоскостями стабилизации ракеты. Получавшаяся в полете серия снимков давала возможность определить положение головной части в пространстве. В нижнем отсеке укладывался парашют головной части, обеспечивавший скорость приземления приборов до 7 м/с.

Измерения велись как на подъеме, так и на спуске. Отделение головной части и введение парашютов производилось после прекращения работы двигателя по команде от реле времени на высоте около 70 км. Корпус ракеты спускался на своем парашюте и так же, как головная часть, мог использоваться вновь. За спускающимися частями ракеты велись кинотеодолитные наблюдения, по которым определялась сила ветра.

Шесть лет использования ракеты МР-1 впервые позволили получить комплексные данные о высотном распределении температуры, давления, плотности воздуха, направлений и скорости ветра и проследить их сезонные изменения. Это дало значительный толчок развитию высотной метеорологии, что, в свою очередь, поставило перед специалистами задачу обеспечить ученых еще более дешевыми и простыми в эксплуатации ракетами.

Успешное решение в СССР проблемы разработки мощных и легких твердотопливных ракетных двигателей позволило создать к началу Международного геофизического года мобильную двухступенчатую метеорологическую ракету MP-100 (М-100). Она отличалась от МР-1 вдвое меньшим стартовым весом, возможностью длительного хранения в снаряженном состоянии и способностью работать в любых климатических условиях, включая арктические и антарктические. Корпус ракеты был рассчитан на одноразовое использование и не спасался. Существенно была усовершенствована и научная аппаратура. С помощью MP-100 на таких же высотах — до 100 км — можно было производить все те же измерения, что и с помощью МР-1, и, кроме того, вести исследования магнитных бурь, полярных сияний, интенсивности потока электронов. Упростившаяся стартовая установка позволила осуществлять пуски MP-100 не только с наземных ракетных станций, но и с научно-исследовательских судов АН СССР. Впервые морские пуски были осуществлены с борта дизель-электрохода «Обь» в 1957 году на разных широтах, в том числе у берегов Антарктиды.

Дальнейшая миниатюризация метеорологической аппаратуры позволила создать на основе второй ступени MP-100 очень простые малые метеорологические ракеты ММР-05, ММР-06 и ММР-08 для массового применения с целью получения синоптической информации. Они запускались с мобильных наземных и судовых установок на высоты в 50, 60 и 80 км соответственно.

Хотя создание метеорологических спутников открыло принципиально новый период в развитии метеорологии, ракетные исследования не теряют своего значения и принимают все более широкий размах. Так, например, в течение среднего по их интенсивности 1976 года в соответствии с каталогом Мирового центра данных было запущено 518 советских и 119 зарубежных метеорологических ракет. Получаемые с их помощью данные по вертикальному разрезу атмосферы, существенно дополняя спутниковую метеорологическую информацию, стали неотъемлемым элементом исходных данных для прогнозирования погоды.

В настоящее время «на вооружении» метеорологов стоят усовершенствованные исследовательские ракеты ММР-06М, М-130, М-100Б и самая мощная из них МР-,12, поднимающая 150 кг научной аппаратуры на высоту 180 км. Кроме того, получили широкое применение и ракеты, способные влиять на метеорологические условия, такие, как ракета «Облако», эффективно защищающая сельскохозяйственные угодья от града. С их созданием советская техника приближается к тому предсказанному академиком С. П. Королевым времени, когда «будут разработаны методы активного воздействия на климатические условия».