По этой причине специализированный геодезический спутник должен иметь максимальное отношение массы к площади поперечного сечения (минимальный баллистический коэффициент) и выводиться на высокую, предпочтительно круговую орбиту.

Спутники, предназначенные специально для геодезических измерений, стали запускаться в СССР с 1968 г. Они выводились ракетами С-1 («Космос») на круговые орбиты высотой 1200 км с наклонением 74 градуса, и их сигналы были очень похожи на сигналы дебютировавших годом ранее навигационных спутников. Это вполне объяснимо, так как техника доплеровских измерений может использоваться и для навигации и геодезических целей. Однако не образующие упорядоченной системы одиночные спутники не позволяют проводить привязку в произвольное время и в произвольном месте, что делает очевидным их использование преимущественно для геодезических измерений.

Отдельные спутники данной серии выводились на орбиты, отличающиеся от остальных по наклонению («Космос-480» и «Космос-708»). Для навигации это сулило бы только дополнительные сложности, но для геодезических целей сопоставление измерений при различных наклонениях представляет интерес.

С 1972 г. высота орбит геодезических спутников увеличилась до 1300—1400 км, что могло быть связано либо с некоторым уменьшением их массы, либо с улучшением энергетических характеристик носителя «Космос»[34] , а с 1981 г. геодезические спутники стали запускаться более грузоподъемным носителем «Циклон» (F-2). Новые спутники выводились на орбиты высотой 1500 км и наклонением 73,6 или 82,6 градуса, В 1989 г. очередной спутник этого типа, «Космос-1950», был назван «элементом комплекса „Гео-ИК“ и сообщалось, что его бортовое оборудование включает передатчик для доплеровских измерений, импульсную лампу и лазерные уголковые отражатели.

Внешний вид «Космоса-1950» (рис. 3.8) показывает его конструктивное родство с низкоорбитальными навигационными спутниками, объясняющееся близостью задач и сходством используемых методик. Установленная на спутнике импульсная лампа способна выдавать серии из 9 вспышек с энергией 800—1200 джоулей до 55 раз в сутки. Фотографирование их на фоне звездного неба позволяет определить местоположение точки наблюдения с точностью до 15 метров [13]. (Такая же методика использовалась на американских геодезических спутниках «Анна-1» и «Геос», запускавшихся в 1962—1975 гг.). Ограниченный ресурс бортовых систем диктует необходимость запусков геодезических спутников в среднем раз в год. Несравненно более долговечными являются пассивные спутники, оборудованные уголковыми отражателями для лазерной локации. Первым спутником такого класса стал американский «Лагеос», выведенный на орбиту в 1976 г. В СССР уголковые отражатели начали устанавливаться на спутниках системы «Глонасс», а в 1989 г. вместе с очередными парами «Глонассов» были запущены два специальных геодезических спутника «Эталон».

Спутники «Эталон» аналогичны по конструкции «Лагеосу» и представляют собой сферический корпус диаметром 1294 мм из алюминиево-титанового сплава, в который вмонтировано 306 сборок из 7 кварцевых уголковых отражателей каждая. Шесть из более чем 2100 отражателей каждого спутника изготовлены из германия и предназначаются для проведения в будущем измерений в инфракрасном диапазоне.

Впоследствии планировалось запустить еще два «Эталона», хотя спутники, в которых нечему ломаться, на орбитах высотой около 19000 километров могут функционировать практически вечно.

Метеорологическая обстановка влияет не только на мирную, но и на военную деятельность. Не говоря уже о необходимости учета погодных условий при планировании учебной или боевой деятельности вооруженных сил, наличие или отсутствие облачности определяет возможность выполнения разведывательной фотосъемки, а точность наведения головных частей современных МБР требует учета температуры воздуха и скорости ветра в районе цели. Таким образом, военным пользователям метеорологические наблюдения со спутников необходимы даже более, чем гражданским.

Работы по созданию спутниковой метеорологической системы начались в начале 60-х гг. В отличие от практически всех остальных космических аппаратов метеоспутники разрабатывались не ракетной фирмой, а ВНИИ электромеханики, относящимся к Министерству электротехнической промышленности. Такая аномалия могла быть вызвана изначальным стремлением создать спутник с электромеханической системой ориентации, избавляющей чувствительную инфракрасную и телевизионную аппаратуру от отрицательного воздействия выхлопов ракетных двигателей. (Нельзя, впрочем, исключить, что все было как раз наоборот).

Система электромеханической стабилизации начала отрабатываться еще в 1963 г. на спутниках «Космос-14» и «Космос-23». Измерительная же аппаратура испытывалась на возвращаемых фоторазведчиках «Космос-45», «Космос-65» и «Космос-92».

Первым целевым метеоспутником официально считается «Космос-122», 25 мая 1966 г. запущенный с Байконура[35] на круговую орбиту высотой 625 км и наклонением 65 градусов. Однако с августа 1964 по май 1966 г. на точно такие же орбиты выводились еще 4 «Космоса», которые также могли предназначаться для экспериментальных метеорологических наблюдений.

После испытаний «Космоса-122» запуски были перенесены в Плесецк, предоставлявший возможность вывода на околополярные орбиты. В 1967 г. «Космос-144» и «Космос-156» впервые образовали экспериментальную космическую систему «Метеор», включающую два аппарата на взаимно перпендикулярных орбитах с наклонениями 81,2 градуса. Однако штатная эксплуатация системы началась только в 1969 г., после чего используемые спутники и стали официально называться «Метеорами».

С декабря 1971 г. высота рабочей орбиты «Метеоров» была увеличена до 900 км, что расширяло полосу обзора, хотя и приводило к снижению разрешения. Система «Метеор» обеспечивала получение телевизионных изображений облачного покрова Земли в видимом и инфракрасном диапазоне через каждые 6 часов. В 1975 г. появились спутники «Метеор-2», способные помимо этого измерять вертикальный профиль температуры в атмосфере, а также оснащенные системой прямой передачи изображения, позволяющей без посредства Центра управления в любой точке Земли получать телеизображение соответствующего участка с разрешением 2 км.