Это история о том, как гигантский майларовый воздушный шар был самым крутым объектом в космосе, а спутник Echo 1 доставлял почту, исследовал ионосферу и зафиксировал следы Большого взрыва.
Примерно с 1956 по 1964 год американские инженеры-авиаконструкторы и специалисты по ракетостроению из исследовательского центра Лэнгли разработали серию сферических аэростатов, которые, как ни странно, были названы спутниками. Эти алюминиевые аэростаты диаметром 30 метров, получившие название «Проект Эхо» , стали одним из первых проектов НАСА, созданного в 1958 году.
«Спутники» (как их тогда называли) изготавливались из пластиковой пленки DuPont, которая тогда называлась майларом и покрывалась микропокрытием из алюминия с использованием технологии вакуумного испарения, разработанной компанией Reynolds Aluminum Co. Давайте посмотрим, как они появились и как повлияли на спутниковую связь.
Как можно доставлять почту через спутник?
Артур Саммерфилд занимал должность генерального почтмейстера США с 1953 по 1961 год. Саммерфилд унаследовал систему, которая по-прежнему обрабатывала почту в основном вручную, и он поставил перед собой цель автоматизировать и механизировать эту работу . Но он также мечтал о следующем рубеже: космической почте.
В 1960 году Саммерфилд заключил партнерское соглашение с НАСА об использовании спутника Echo 1 для службы Speed Mail, которая позволяла клиентам быстро отправлять письма по всей территории Соединенных Штатов . Echo 1 был одним из первых экспериментов в области спутниковой связи.
Запущенный внутри металлического шара, он раздулся на низкой околоземной орбите, превратившись в гигантский майларовый шар диаметром 30,5 метров . Сотрудники проекта прозвали его «Спутник». Он совершал оборот вокруг земного шара каждые два часа, передавая радио-, телефонные и телевизионные сигналы по двум каналам (960 МГц и 2390 МГц) между наземными станциями.
Как работала услуга "Экспресс-почта"?
Отправители писали свои письма по системе Speed Mail на специальной бумаге, аналогичной тем, которые использовались для системы Victory Mail (более известной как V-Mail, которая действовала во время Второй мировой войны для ускорения почтовой доставки для вооруженных сил США за рубежом).
Отправитель должен был отнести заполненную форму Speed Mail в указанное почтовое отделение. В соответствии с законами и требованиями о защите частной жизни , сотрудники почты никогда не увидят содержимое запечатанного письма. Вместо этого специальное устройство автоматически откроет письмо, отсканирует его и передаст содержимое через Echo 1 в почтовое отделение назначения, где оно будет распечатано, запечатано и доставлено.
9 ноября 1960 года начальник почтового отделения отправил первое письмо экспресс-почтой . Адресованное «мистеру и миссис Америка», письмо призывало людей отправлять свои праздничные открытки и подарки заранее. Этот совет остается актуальным даже в эпоху интернета.
Сообщение Саммерфилда было отправлено с почтового отделения в здании Федерального центра в Вашингтоне, округ Колумбия, откуда оно было передано по телефонной линии (то, что мы сейчас называем факсимильным аппаратом) в Военно-морскую исследовательскую лабораторию в Стамп-Нек, штат Мэриленд.
Оттуда сигнал передавался на станцию «Эхо», которая отражала его обратно на Землю. Станция Bell Telephone Laboratories в Холмделе, штат Нью-Джерси, принимала сигнал и преобразовывала его обратно в телефонное сообщение. Затем оно передавалось по телефонным линиям в расположенный неподалеку город Ньюарк, где приемник воспроизводил исходное сообщение… довольно долгое путешествие для одного письма!
Саммерфилд предполагал создание сети из 71 станции экспресс-почты, которые бы были установлены в почтовых отделениях по всей территории Соединенных Штатов. Он утверждал, что каждая станция экспресс-почты сможет обрабатывать до 15 писем в час , одновременно отправляя и получая сообщения. Он ожидал, что экспресс-почта станет популярной среди населения, оценивая, что три четверти объема будет приходиться на гражданскую почту, а оставшаяся часть будет приходиться на сообщения между оборонными ведомствами.
Экспериментальная почтовая служба Speed Mail не была первой попыткой Саммерфилда опробовать новые методы доставки. Годом ранее он запустил « Ракетную почту » с полезным грузом в 3.000 писем внутри ракеты «Регулус-22». Незадолго до полудня 8 июня 1959 года авианосец USS Barbero выпустил ракету из международных вод в Атлантическом океане. Через двадцать две минуты ракета успешно приземлилась на военно-морской авиабазе Мейфилд в Джексонвилле, штат Флорида.
«Применение управляемой ракеты в мирное время для важной и практической цели — транспортировки почты — является первым известным официальным случаем использования ракет каким-либо почтовым ведомством какой-либо страны».
Он с энтузиазмом объявил о Саммерфилде.
Он предположил, что:
«До того, как человек достигнет Луны, почта будет доставляться за считанные часы из Нью-Йорка в Калифорнию, Великобританию, Индию или Австралию с помощью управляемых ракет».
И, возможно, так оно и было…
Программа «Ракетная почта» оказалась одноразовым успехом. Аналогично, Конгресс так и не одобрил финансирование для расширения программы «Скоростная почта» за пределы первоначальных испытаний. В январе 1961 года новоизбранный президент Джон Ф. Кеннеди назначил Дж. Эдварда Дэя генеральным почтмейстером, заменив Саммерфилда.
Подход Эдварда Дэя к обработке почты был гораздо более практичным. Американцы могут быть благодарны ему за введение пятизначных почтовых индексов, известных как ZIP-коды (Zone Improvement Plan) , которые позволяли классифицировать почту по географическим регионам.
Проект «Эхо»: спутники и Большой взрыв
Между тем, Echo 1 оставался на орбите гораздо дольше запланированного годичного срока службы и помог собрать огромное количество информации об атмосфере Земли. На спутнике не было никакого сложного оборудования.
На борту спутника находились только датчики температуры и давления , а также два маяка с частотой 107,9 МГц, питаемые от 70 солнечных батарей и 5 аккумуляторов, которые ученые могли использовать для отслеживания спутника. Солнечное давление постепенно выводило «Эхо» из орбиты , и ученые измеряли это изменение, чтобы количественно оценить эффект. Они также использовали его для триангуляции с целью создания более точных карт.
Возможно, самое важное, что Эхо продемонстрировало, что ионосфера не вызывает чрезмерных электрических помех сигналам, отраженным из космоса.
Проект Echo представлял собой совместное сотрудничество НАСА, Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния, и Военно-морской исследовательской лаборатории США в Вашингтоне, округ Колумбия, а компания Bell Laboratories разработала приборы для передачи и приема сигналов.
В пустыне Мохаве, на станции слежения Голдстоун Лаборатории реактивного движения (JPL), сигнал проходил через пару 26-метровых параболических антенн . На другом конце страны, в Холмделе, штат Нью-Джерси, передатчик Bell Laboratories и 15-метровый управляемый рупорный приемник улавливали отраженные сигналы.
Громкоговоритель страдал от слабых помех, поэтому радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон приложили значительные усилия для исследования причины, придя в 1965 году к выводу, что он регистрирует остаточное микроволновое излучение от создания Вселенной . За это подтверждение теории Большого взрыва Пензиас и Уилсон разделили Нобелевскую премию по физике в 1978 году.
В 1964 году НАСА запустило Echo 2 , немного более крупный преемник Echo 1 , на околополярную орбиту. Оба спутника были легко видны с Земли без биноклей или телескопов. Наблюдение за Echo стало популярным развлечением , и газеты публиковали данные о времени пролета спутников.
- В конечном итоге орбита спутника Echo 1 снизилась, и 24 мая 1968 года он сгорел в атмосфере.
- «Эхо-2» прибыл годом позже и завершил свою миссию 7 июня 1969 года.
Поначалу проект «Эхо» казался чем-то из области научной фантастики: он был буквально описан в эссе Дж. Дж. Кауплинга под названием «Не пишите: телеграф!» в мартовском номере журнала Astounding Science Fiction за 1952 год, в котором автор представил себе мир, обогащенный межпланетной коммуникацией.
«JJ Coupling» — это псевдоним Джона Р. Пирса , директора по электронным исследованиям в Bell Laboratories, и его ежедневная работа была посвящена воплощению этого мира в реальность. Эхо продемонстрировало осуществимость коммерческой спутниковой связи , но это было только начало. Со временем активные спутники связи, способные усиливать и ретранслировать сообщения, оказались более полезными, чем пассивные спутники, которые просто отражали эхо.
