РЕВОЛЮЦИЯ КОПЕРНИКА

  • «Он остановил Солнце и двинул Землю» — написано на пьедестале памятника Николаю Копернику в Варшаве.
  • Есть легенда: 1543 год, друзья привезли умирающему Копернику экземпляр только что изданной его книги «О вращениях небесных сфер». Слабеющей рукой провел он по обложке и умер.
  • Но Коперник заслужил право на бессмертие: он оставил в наследие потомкам свой знаменитый труд «О вращениях небесных сфер». Силой своей мысли Коперник достиг глубин вселенной и оттуда, как бы со стороны, взглянул на нашу солнечную систему. Свершилась великая революция человеческой мысли. Он бросил вызов «здравому смыслу» и установленному порядку, дал возможность человечеству увидеть истинную картину мироздания.
  • Николай Коперник выдвинул принцип относительного восприятия движении — не всякое кажущееся видимое движение действительно, и не всякое действительное движение заметно, ощутимо,
  • «Действительно, всякое представляющееся нам изменение места, — пишет он в книге первой трактата,— происходит вследствие движения наблюдаемого предмета или наблюдателя, или, наконец, вследствие неодинаковости перемещений того и другого, так как не может быть замечено движение тел, одинаково перемещающихся по отношению к одному и тому же (я подразумеваю движение между наблюдаемым и наблюдателем). А ведь Земли представляет то место, с которого наблюдается упомянутое небесное круговращение и открывается нашему взору».
  • Этот принцип неявно высказывался древними философами еще за 18-20 столетий до Коперника, но только у него относительность восприятия движения стала научной доктриной астрономии.
  • В коперниковской системе просто и математически строго получаются необъяснимые соотношения Птолемея о движении планет. Правда, точность расчета орбит у него была похуже, чем в сложной системе Птолемея. Но это было только вначале. Главное — Коперник нанес правильные линии на астрономическом холсте, где пишется бесконечная картина мироздания.
  • В глубине души он уже чувствовал законы тяготения — законы, которые правят небесным движением. «Мне кажется, — писал Коперник, — что тяжесть есть не что иное, как естественное стремление, сообщенное божественным промыслом всем мировым телам, сливаться в единое и цельное, принимая форму шара. Это стремление к соединению присуще, может быть, и Солнцу, и Луне, и другим подвижным светилам и составляет вероятную причину их шаровидности».
  • После тысячелетия средневекового застоя учение Коперника стало катализатором развития всего естествознания, особенно астрономии, математики, механики, глашатаем нового научного мировоззрения.
  • «Отсюда, — писал Фридрих Энгельс, — начинает свое летосчисление освобождение естествознания от теологии, хотя выяснение между ними отдельных взаимных претензий затянулось до наших дней и в иных головах далеко еще не завершилось даже и теперь. Но с этого времени пошло гигантскими шагами также и развитие наук, которое усиливалось, если можно так выразиться, пропорционально квадрату расстояния (во времени) от своего исходного пункта».
  • Бессмертное творение Коперника! Пожалуй, с него начинается долгий путь Польши в космос. Не случайно первый ее космонавт Мирослав Гермашевский взял с собой на орбиту страничку из его книги «О вращениях небесных сфер»...
  • В 1609 году вышла книга Иоганна Кеплера «Новая астрономия, или Физика неба, излагаемая в комментариях к движению планеты Марс». В ней «великий законодатель неба» изложил свои первые два закона планетных движений. Спустя десятилетие Кеплер закончил «Гармонию мира», в которой дал свой третий закон. По словам выдающегося физика Джеймса Клерка Максвелла, Кеплер вымел с неба паутину геометрических нагромождений эпициклов, которые остались еще в системе Коперника от Птолемея. Не надо сложной кинематики, не надо эпициклов. Он показал, что формы планетных орбит — эллипсы. Точно рассчитать положение планеты на любое время стало простым делам.
  • 1609 год памятен и еще одним событием, с которого началась новая эра астрономии. Закончилась астрономическая эпоха невооруженного глаза, в атаку на звезды пошли телескопы. Первыми были телескопы сорокапятилетнего профессора математики в Падуе Галилео Галилея. Эти несовершенные первенцы открыли Галилею новую грандиозную картину мира. Галилей первым понял огромные возможности, скрытые в этом простом приборе. С его помощью можно вырваться из тесных пределов Земли в глубины мирового пространства. Галилей превратил телескоп из игрушки в могучее орудие познания.
  • Первой в поле зрения телескопа попала Луна. Увеличенные в тридцать раз предстали перед взором ученого невидимые прежде «громадные возвышения, глубокие впадины и пропасти». Оказалось, что серебристая полоса Млечного Пути вымощена мириадами мельчайших звезд, а у Юпитера есть свои четыре луны. Планета Венера подобно Луне изменяет свои фазы, а на Солнце есть темные пятна, которые перемещаются от края Солнца. Значит, Солнце вращается вокруг своей оси!
  • Это был первый шаг телескопической астрономии в пользу Коперника.
  • Не триумфальным было шествие гелиоцентрической системы мира. На ее пути стоила мощная политическая организация — католическая церковь. Церковь признавала только учение Птолемея: Земля — это центр мира. Трудности усугублялись еще и тем, что у Коперника не было прямых доказательств основных положений гелиоцентрической системы: суточного вращения Земли вокруг своей оси и ее годичного обращения вокруг Солнца. Еще долго пришлось ждать экспериментального подтверждения истинности предложенной Коперником модели мира. Только в 1725 году английский королевский астроном Джеймс Брадлей открыл аберрацию света — результат движения света звезды и движения Земли вокруг Солнца. В 1851 году изобретатель гироскопа французский физик Леон Фуко дал самое убедительное доказательство суточного вращения Земли. Его эксперимент с шестидесятиметровым маятником, установленным в парижском Пантеоне, благодаря своей наглядности стал классическим и вошел в школьные учебники.
  • Трагически обернулась для многих ученых борьба за истину. Джордано Бруно, страстный проповедник гелиоцентрических идей, идей о бесконечности вселенной и бесконечном множестве обитаемых миров, сожжен инквизицией на костре. Шестидесятидевятилетиего Галилея с петлею на шее заставили отречься от учения Коперника. Инквизиция не решилась его казнить. Слишком велика была его известность.
  • «Сжечь не значит опровергнуть», — сказал Джордано Бруно после оглашения приговора.
  • «И все-таки она движется», — по преданию, прошептал больной старик Галилей после насильственного раскаяния. Только в ноябре 1979 года, да и то после долгих колебаний, Ватикан принял решение о реабилитации Галилея.
  • Галилей дал старт эстафете телескопов. Совершенствовались их принципы. Телескопы становились зорче.
  • Поначалу главные объекты в прицеле телескопов — Солнце и его планеты. Были открыты новые планеты: Уран (1781 г.), Нептун (1846 г.), Плутон (1906 г.(правильно 1930)), пояс малых планет-астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
  • С каждым новым наблюдением вселенная становилась все больше и сложнее. Во всех направлениях астрономы обнаруживали звезды: гиганты и карлики, двойные и кратные, целые колонии звезд — звездные скопления, облака светящегося газа, клочья облаков из пыли...
  • Астрономы научились, используя орбитальное движение Земли вокруг Солнца, измерять расстояние до звезд.
  • Разложив свет от Солнца и звезд на спектральные линии с помощью телескопа-спектрографа, ученые узнали их химический состав. И не только это. Оказалось, что спектральные линии других галактик смещены в красную область. А это значит, что галактики разбегаются.
  • На стыке астрономии и физики родилась астрофизика — раздел астрономии о физических явлениях в объектах вселенной.
  • В величественную книгу классической астрономии немало страниц вписали русские ученые: В. Я. Струве, основатель «астрономической столицы мира» — Пулковской обсерватории, Ф. А. Бредихин, создатель теории физики комет, В. И. Цераский — автор астрофотометрии, известный еще открытием загадочных серебристых облаков, А. А. Белопольский — один из пионеров астрофизики. Большое влияние на астрофизику оказали работы по световому давлению замечательного русского физика С. П. Лебедева.
  • К тридцатым годам нашего столетня астрономам стало ясно, что в исследованиях Галактики они столкнулись с неодолимой преградой. Им удалось достичь далеких галактик, но в центр своей Галактики заглянуть они не смогли. Мешали плотные, непроходимые для света облака межзвездной пыли. Астрономы уже смирились с мыслью, что им никогда не увидеть центральной области нашей Галактики — места скопления звездных колоний, где обитают самые старые из звезд. Они понимали, что возможности оптической астрономии почти на пределе.
  • Конечно, это не означало, что оптической астрономии пора в отставку. Нет. Ведь оптические наблюдения накоплены в течение более двухсот лет. Они особенно важны для выявления вековых изменений.
  • Свидетельством важности оптических наблюдений является недавно построенный гигант БТА (Большой Телескоп Азимутальный) недалеко от станицы Зеленчукской на Северном Кавказе. Он установлен на горе на высоте 2100 метров над уровнем моря. К нему перешла палочка эстафеты телескопов, начатой Галилеем. Это самый большой в мире телескоп. Диаметр его главного зеркала шесть метров, вес сорок две тонны. Поверхность зеркала отполирована с точностью до одной десятитысячной доли миллиметра. В БТА можно увидеть пламя свечи на расстоянии двадцати пяти тысяч километров. В сто миллионов раз он чувствительнее невооруженного человеческого глаза. С помощью этого уникального инструмента можно исследовать в два раза более слабые звезды, чем на пятиметровом телескопе обсерватории Маунт Паломер в США, который до постройки БТА был крупнейшим в мире. Создатели БТА удостоены звания лауреатов Ленинской премии за 1978 год.
  • Дорого стоит время наблюдения на больших телескопах, особенно на таком уникальном, как БТА. А если учесть, что наблюдать за звездами можно только ночью, то времени для работы остается не так уж много. Поэтому большой интерес среди астрономов вызвало предложение использовать старое шестиметровое зеркало БТА, освободившееся после замены его новым. Дело в том, что для главного зеркала телескопа были отлиты два многотонных блока стекла. Сначала было изготовлено одно зеркало, которое было установлено на БТА в 1976 году.
  • Приобретя уникальный опыт изготовления столь большого зеркала, оптики сделали из второго блока стекла зеркало с более высококачественной оптической поверхностью. С сентября 1979 года оно и используется на БТА.
  • По одному из проектов старое зеркало предполагается установить неподвижно на горном склоне около БТА, направив его на Северный полюс мира. Видимые суточные перемещения звезд могут быть компенсированы вращением фотопластинки. Осуществление этого проекта расширит фронт научных исследований с помощью оптических гигантов.
  • Первые исследования на БТА увенчались открытием. Ученые смогли заглянуть в центральные области необычно активных галактик с мощным ультрафиолетовым излучением. Это излучение говорит о происходящих в них взрывных процессах фантастических масштабов. В такие катаклизмы природа вовлекает количества вещества, в миллиарды раз превосходящие массу нашего Солнца. В активных галактиках либо интенсивно рождаются молодые звезды, либо разливаются огромные газовые облака, выстреливаемые из ядра галактики со скоростями, превышающими тысячи километров в секунду.
  • У некоторых активных галактик не одно, а два ядра. Наблюдая за ними в БТА, удалось установить, что двойное ядро возникает в результате деления первозданного единого ядра. Это открытие изменило представление об эволюции галактик, ведь, по современному мнению, судьба галактики целиком зависит от процессов, бурлящих в ее ядре и его окрестностях.
  • Каково строение ядра нашей Галактики? Активно оно или спокойно? Даже с помощью БТА нельзя пробиться в эту область. Тут астрономам нужны и другие помощники.
  • Но на пороге тридцатых годов ученые не подозревали, что скоро будет найдена еще одна атмосферная щель во вселенную.

    РАДИОВСЕЛЕННАЯ

  • В 1895 году А. С. Попов обнаружил первые природные радиопомехи. Они порождались молниями. С тех пор история развития радиотехники — это история борьбы с радиопомехами. Наш земной эфир буквально начинен электромагнитными волнами, источник которых — природа или промышленная деятельность человека.
  • В 1931 году молодому американскому инженеру Карлу Янскому, работавшему в лаборатории фирмы «Белл телефон», поручили исследовать направления прихода грозовых помех, мешавших работе трансатлантической линии связи.
  • Чтобы определить направления прихода помех, Янский соединил радиоприемник с антенной, которую можно было направлять в разные участки неба. Помимо помех от грозовых разрядов, приходивших в основном с южных направлений, он обнаружил «постоянное шипение неизвестного происхождения. Направление прихода шипящих помех меняется постоянно в течение дня, делая полный оборот за двадцать четыре часа». Источник шипящих помех находился в центре нашей Галактики. С этого эксперимента родилась новая наука — радиоастрономия. Янский понял, что для получения «радиопортрета» вселенной нужны специальные антенны больших размеров с чувствительными приемниками. Такие приборы сейчас называются радиотелескопами. Он предложил свой проект радиотелескопа с антенной диаметром тридцать с половиной метров, однако не получил поддержки. Многим в то время было еще не ясно, какую пользу астрономии могут дать радионаблюдеиия вселенной.
  • Только в послевоенные годы началось строительство больших радиотелескопов. Они создавались почти одновременно в СССР, Англии, Австралии, США, Канаде, ФРГ и других странах. Чувствительность этих приборов поразительна. Их огромные антенны размером в десятки, а иногда и в сотни метров и совершенные приемники обнаруживают радиосигналы, которые испускают галактики, удаленные от нас на миллиарды световых лет. Об исключительной малости этих сигналов дает представление такой факт: по расчетам ученых, всей энергии, принятой радиотелескопами за последние двадцать лет, хватит лишь на то, чтобы нагреть чайную ложку воды на миллионную долю градуса.
  • Знаменитые квазары и пульсары обязаны своим открытием радиотелескопам. А ведь квазары, как полагают ученые, удалены от нас на гигантские расстояния: принимаемые сейчас радиоволны квазар излучил тогда, когда еще не существовало ни Земли, ни Солнца. Радиоволна такого солидного возраста может многое рассказать о тайнах происхождения и развития вселенной.
  • Открытие квазаров в 1960 году озадачило астрономов и космологов. Это была совершенно новая разновидность космических тел с неизвестной родословной. Ни один писатель-фантаст не помещал на небе более таинственных объектов и более мощных источников энергии. Известные свойства квазаров не укладываются ни в одну разумную модель. Не лежат ли они за пределами известных нам фундаментальных знаний?
  • Вот гипотеза члена-корреспондента АН СССР Н. С. Кардашева: «Не может ли оказаться, что квазары являются продуктом деятельности сверхцивилизации? Ведь это самые компактные и самые мощные из известных источников энергии, а источники энергии, вероятно, являются одним из самых основных и необходимых факторов развития любой цивилизации».
  • И такая гипотеза не лишена оснований. Описание галактики, энергию которой целиком освоило технологически развитое общество, данное известным физиком Дайсоном, во многом сходно с нашими представлениями о квазарах.
  • Гипотез много — удовлетворительного ответа пока нет.
  • Но радиоастрономы не могли удовлетвориться только наблюдениями сигналов из космоса. Для активного исследования планет был применен радиолокатор. Благодаря своей дальнозоркости он стал незаменимым прибором в астрономии. В 60-70-х годах получены радиолокационные карты Луны, Венеры, Марса, Меркурия. Плотный облачный покров, скрывающий поверхность Венеры от оптических наблюдений, оказался прозрачным для радиоволн. Локация Венеры принесла поразительные открытия: Венера в отличие от своих собратьев по солнечной системе вращается «наоборот», а длительность венерианских суток длиннее, чем ее год. Радиолокационные наблюдения Меркурия в 1964 году развеяли заблуждения трех поколений астрономов относительно длительности его суток. В 1973 году приняты радиолокационные сигналы от колец Сатурна. Такое огромное расстояние радиоволна пробегает за два с половиной часа.
  • Одно из самых важных применений радиолокатора в астрономии выглядит довольно скромно: измерение астрономической единицы с невиданной для оптических замеров точностью (с точностью до одной десятимиллионной). Но астрономическая единица (расстояние от Земли до Солнца) — основной масштаб в астрономии, а при планировании космических полетов к другим планетам необходима такая точность. Например, если бы при полете советской межпланетной станции «Венера-4», впервые опустившейся в атмосферу Венеры, было использовано прежнее значение астрономической единицы, считавшееся до радиолокационных измерений наиболее достоверным, то станция «промахнулась» бы и прошла мимо планеты на расстоянии трех ее радиусов.
  • Мы невероятно быстро привыкаем к самым удивительным достижениям науки и техники, к самым большим цифрам. Но размеры крупнейшего в мире радиотелескопа РАТАН-600, построенного в станице Зеленчукской Ставропольского края, все-таки поражают воображение. Радиотелескоп напоминает чашу огромного стадиона диаметром 588 метров. По окружности установлено ожерелье из 895 зеркал-рефлекторов из алюминиевого сплава. Общая площадь поверхности, собирающей радиоволны, десять тысяч квадратных метров. Управляет РАТАНом специальная электронная вычислительная машина. Точность изготовления и взаимной установки зеркал исключительная — допустимая ошибка всего 0,2 миллиметра.
  • Уже при первых настройках радиотелескопа были получены новые результаты почти во всех направлениях радиоастрономических исследований. Впервые «снята» подробная карта радионркости Венеры и Юпитера с точностью лучшей, чем с борта американского космического корабля «Маринер-2».
  • А вот еще одно открытие, сделанное советскими астрономами с помощью РАТАНа...
  • Декаметровое излучение Юпитера — одна из тайн гигантской полосатой планеты. Вот уже более, двадцати пяти лет ученые пытаются разгадать причину буйных радиовсплесков, повторяющихся через постоянный интервал времени с завидной точностью, которые посылает нам Юпитер. Источник этих сигналов должен иметь энергию, сопоставимую со взрывами мегатонных бомб. Обнаружены они были случайно, и опять благодаря радиопомехам.
  • В 1955 году в США вводили в строй новый радиотелескоп. На выходе тщательно настроенной аппаратуры время от времени появлялись сильнейшие периодические помехи. Вначале подозрение пало на радиопередатчики и электромоторы, расположенные вблизи радиотелескопа. Было потрачено много сил, прежде чем ученые установили, что искать этот источник на Земле бесполезно. Однажды ночью астрономы заметили, что в момент появления всплесков в направлении оси антенны оказался Юпитер. Сначала подумали, что это случайное совпадение. Однако тщательное сравнение моментов появления зарегистрированных всплесков с положением Юпитера показало, что именно планета является источником излучения. Результаты наблюдений были сразу же опубликованы. Вскоре из далекой Австралии пришло подтверждение. Австралийский ученый Шейн пересмотрел записи своих наблюдений, сделанные еще в 1950 году на радиотелескопе вблизи Сиднея, в которых содержались точно такие же серии радиовсплесков. В то время он не смог найти источник излучения, потому что его радиотелескоп был меньших размеров, чем у американцев, и он принял их за грозовые помехи. Да и в голову не приходило искать источник радиоволи на Юпитере: замерзший Юпитер, по мнению ученых, не должен испускать радиоволны.
  • Каких только гипотез (а их было более сорока) не предлагали ученые для объяснения этого явления. Было предположение и о том, что это разумные сигналы нам, землянам, от «юпитерян».
  • Как ни фантастична эта идея, многие ученые считают, что в «аммиачной» атмосфере Юпитера возможна жизнь. Американские ученые, астроном Карл Саган и биохимик Стенли Миллер, составили смесь из газов водорода, гелия, аммиака и метана, входящих в атмосферу Юпитера и пропустили через нее электрический ток, который имитировал молниевые разряды. Предположение ученых о мощных грозовых разрядах в атмосфере Юпитера подтвердила в 1979 году американская автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1». При максимальном приближении станции к Юпитеру находящаяся на ее борту аппаратура зарегистрировала низкочастотные радиосигналы. Это доказательство существования электрических разрядов в атмосфере планеты. На Земле точно такие же сигналы генерируются молниями.
  • В газовой смеси в результате электрического разряда возникли органические соединения, углеродные цепные молекулы, такие же, что образуют основу живых организмов на Земле.
  • Тот же Саган и астрофизик Солпитер считают, что в плотной атмосфере Юпитера могут жить огромные шароподобные существа, причем достаточно крупные, чтобы их обнаружили космические станции. Плавая в юпитерианских облаках, эти живые шары пожирают другие более мелкие существа, словно киты планктон в земных океанах.
  • Но от разновидностей жизни до технически оснащенной цивилизации — дистанция огромного размера. Это миллионы и миллионы лет кропотливого творчества Природы. Нет никакого сомнения, что создать радио под силу только высокоорганизованному разуму.
  • А пока живые шары не обнаружены, ученые продолжают поиск. И РАТАН-600 вплотную приблизил их к разгадке причины радиовсплесков с Юпитера.
  • В 1977 году радиотелескопу-гиганту удалось поймать сигналы самой внутренней из открытых Галилеем лун Юпитера — спутника Ио. Никому в мире прежде не удалось «различить» сигналы от него: слишком близок спутник к планете.
  • Наблюдения велись и в последующие годы. Ученые пришли к выводу, что Ио окутан плотными поясами радиации, которые удерживаются его магнитным полем. Быстрое движение Ио в ионосфере Юпитера приводит к появлению радиационного и магнитного «шлейфов». Магнитное поле как бы тормозится ионосферой Юпитера. Направленные радиовсплески в магнитном шлейфе Ио, вызванные электронами радиационных поясов, — вот, по-видимому, причина декаметрового излучения Юпитера.
  • Для окончательного вывода ученым необходимо время. Надо собрать более полные данные о сигналах с Ио, изучить более тонкие их характеристики — спектр и поляризацию излучений. РАТАН-600 продолжает наблюдение...
  • Список результатов, полученных на уникальном радиотелескопе, где фигурирует слово «впервые», очень обширен, а это было только начало работы. Два гиганта современной астрономии в станице Зеленчукской — крупнейший в мире оптический телескоп и крупнейший в мире радиотелескоп — работают по согласованным программам.
  • Но проникнуть в тайны квазаров, пульсаров и других загадочных объектов вселенной только одному радиотелескопу не под силу — ничтожно малы их угловые размеры. Например, для квазаров они составляют до стотысячных долей секунд дуги, а для пульсаров — в десятки тысяч раз меньше. Чтобы получить радиофотографию такого объекта, нашу планету пришлось превратить бы в чашу гигантского радиотелескопа. Метод сверхдальней радиоинтерферометрии, предложенный советскими учеными в 1963 году, позволил обойтись без такой фантастической антенны. Суть его в том, что радиосигналы космических источников принимаются радиотелескопами, отстоящими друг от друга на многие тысячи километров, записываются на магнитофоны, а затем совместно обрабатываются на вычислительной машине. Чем больше расстояние между радиотелескопами (оно называется базой), тем больше деталей можно разглядеть на радиофотографии. Поэтому для проведения подобных наблюдений необходимо международное сотрудничество, объединение усилий ученых и специалистов многих стран.
  • В феврале 1976 года такие наблюдения были проведены с помощью международного интерферометра, составленного из радиотелескопов Крымской и Хайстекской (США) обсерваторий. Такой составной прибор смог бы разглядеть футбольный мяч на Луне. В апреле 1976 года наблюдения были продолжены сразу с трех континентов: из Австралии (Тиндбинбилла), Европы (Крым) и Америки (Мэриленд-Пойнт, США). Антенны радиотелескопов были удалены на максимально возможное на Земле расстояние. Разрешение у такого глобального телескопа в тысячу раз превышает разрешение лучшего оптического телескопа.
  • Результаты обработки на электронно-вычислительной машине магнитных записей принятых радиосигналов нарисовали необычную картину.
  • В квазарах и ядрах галактик происходят гигантские взрывы, а видимая скорость разлета частиц порой превышает скорость света. Излучение столь быстрых частиц и вызывает всплеск радиоволн от квазаров и галактик. Ученые объясняют сверхсветовую скорость частиц релятивистскими эффектами. В собственной системе координат их скорость не превышает световую, но весьма близка к ней. Такие сверхбыстрые частицы называют релятивистскими. В их околосветовой скорости причина необычной яркости квазаров и некоторых ядер галактик. Излучение облака релятивистских частиц концентрируется в узком конусе. На Земле оно наблюдается лишь тогда, когда облака частиц «выстреливаются» в нашем направлении. Если же «выстрел» направлен в другую сторону, то эти облака можно наблюдать только тогда, когда частицы потеряют свою околосветовую скорость. Конечно, яркость при этом поубавится.
  • Чтобы облака релятивистских частиц были заметны с Земли на таком большом удалении, они должны излучать огромную энергию, а их масса должна в тысячи раз превышать солнечную. По одной из последних гипотез, источник сверхбыстрых частиц и гигантской энергии в квазарах и ядрах галактик — сверхмассивное вращающееся магнитоплазменное тело (магнитоид).
  • Много нового узнали ученые с помощью такого глобального радиотелескопа. Оказалось, что звезды рождаются из газопылевой материи не в одиночку, а группами, что вода и другие сложные химические соединения, включая спирты, возникают уже на начальной стадии рождения звезд, а может быть, и еще раньше...
  • Узнать, как распределены химические элементы в газопылевой материи, какова последовательность их образования, — одна из интереснейших задач, которую предстоит решить глобальной радиоинтерферометрии. Ответ на этот вопрос прояснит и картину образования планет.
  • Но «увидеть» тонкую структуру квазаров, ядер галактик, областей звездообразования, пульсаров даже глобальному земному радиотелескопу не под силу. Слишком компактны детали этих объектов. Размеры нашей планеты уже недостаточны, чтобы получить требуемую для такой «зоркости» базу. Единственный выход — создать базу Земля — космос.
  • И первый шаг уже сделан. В июле 1979 года грузовой космический корабль «Прогресс-7» доставил на борт орбитальной станции «Салют-6» космический радиотелескоп КРТ-10, не имеющий аналогов в зарубежной и отечественной технике. Много проблем при создании телескопа пришлось решить ученым, конструкторам, инженерам. Вот только одна из них. Диаметр антенны телескопа десять метров, а точность ее изготовления составляет десятые доли минимальной длины волны, принимаемой радиотелескопом. Как выдержать эту точность в космосе? Ведь там солнце освещает антенну под разными углами, и поэтому ее нагрев неравномерен. Появляются деформации. Пришлось использовать специальные компенсирующие устройства и новые материалы с малым коэффициентом расширения.
  • В сложенном виде десятиметровая антенна имеет в поперечнике всего пятьдесят сантиметров, а один квадратный метр ее поверхности весит менее полукилограмма. Достичь этого удалось за счет использования «трикотажного» полотна, вытканного из металлических проволочек диаметром пятьдесят микрон. Отражающие свойства полотна улучшены за счет тонкого слоя металла с большой проводимостью.
  • Космонавты Владимир Ляхов и Валерий Рюмин смонтировали радиотелескоп на орбите. Столь сложные монтажные работы в космосе проводились также впервые.
  • И вот наконец заработала первая в мире радиоинтерферометрическая система Земля — космос. Напарником космического телескопа стал семидесятиметровый радиотелескоп Центра дальней космической связи. Особенностью такого радиоинтерферометра было то, что база — расстояние между двумя приемными пунктами «Салют-6» — Крым — постоянно изменялась. Такие системы специалисты называют системами с переменной базой, и это изменение расстояния приходилось учитывать. Конечно, возможны радиоинтерферометры Земля — космос и с постоянной базой, только для этого космический радиотелескоп надо вывести на стационарную орбиту на расстоянии тридцати шести тысяч километров над Землей. Такой космический радиотелескоп как бы неподвижно «зависнет» над определенным местом на Земле. Стационарная орбита уже освоена спутниками. Например, на близкую к стационарной орбиту выведены советские спутники связи «Горизонт», через которые транслировались телевизионные передачи из нашей страны с XXII Олимпийских игр.
  • Максимальное расстояние между приемными пунктами в ходе эксперимента превышало десять тысяч километров. Космонавты провели несколько циклов регистрации пульсара 0329, серию работ по снятию радиокарты Млечного Пути, земной поверхности и Мирового океана.
  • «Первым «узким» специалистом в космосе будет астрофизик» — это мнение космонавтов Владимира Ляхова и Валерия Рюмина, участников уникального эксперимента.
  • За создание первого о мире космического радиотелескопа КРТ-10 и проведение с ним экспериментальных работ на борту долговременной орбитальной станции «Салют-6» группе специалистов была присуждена Государственная премия СССР 1980 года.
  • Перенесемся мысленно в не столь уже отдаленное будущее...
  • Зеркало космического телескопа диаметром несколько километров. В его фокусе парят аппараты, принимающие сигналы из глубин вселенной и передающие их на Землю. По земным командам антенный луч выбирает объект наблюдения. Это обсерватории скользит по околосолнечной орбите. Другой приемный пункт на Земле. С помощью такого радиоинтерферометра весь звездный мир был бы у нас как на ладони. Он позволил бы измерить расстояние до объектов, находящихся у самых границ метагалактики (части вселенной, доступной для астрономических наблюдений).
  • Фантастика? Нет. О такой системе уже думают советские ученые. Именно в радиодиапазоне ученые ждут известий из космоса от наших братьев по разуму. И как знать, может быть, с помощью таких приборов нам посчастливится поймать их сигналы.

    ЗВЕЗДНЫЙ МИР С ОРБИТЫ

  • Атмосфера — враг астрономов. Она задерживает большинство космических излучений. Но благодаря этому на Земле возможна жизнь. Атмосфера — наш спасительный зонтик, который защищает от смертельного дождя — солнечной радиации. До тех пор пока тончайшее газовое покрывало из озона, задерживающее большую часть ультрафиолетовой радиации, не окутало Землю (а это случалось 420 миллионов лет тому назад), жизнь на Земле была в сравнительной безопасности только в океанах.
  • Тем не менее отношение астрономов к земной атмосфере граничит с раздражением и даже проклятием. Вот строки из повести К. Паустовского «Созвездие Гончих Псов» о старом астрономе Мэро:
  • «Всю ночь дули ветры с океана. Воздух дрожал, и наблюдать звезды по ночам было очень трудно,
  • ...Мэро садился отдохнуть на лесенку и горестно качал головой: «Ну, конечно, опять ветер! Опять воздух разной плотности летит над землей, перепутывая световые лучи...»
  • Но не только непогода мешает наблюдателям. Даже в спокойные ясные дни всегда существует невидимое невооруженному глазу турбулентное движение воздуха. Оно тоже, правда в меньшей степени, чем при сильном ветре, размывает изображение звезд. Движущийся воздух сильнее поглощает и без того слабый звездный свет.
  • Даже на небольшом телескопе можно наглядно убедиться в активности воздуха. Однажды автору этих строк случилось побывать в знаменитой Бюраканской обсерватории, расположенной в живописном предгорье горы Арагац. Был майский солнечный день. Кругом чистейший прозрачный воздух.
  • Нашу делегацию знакомил с обсерваторией совсем еще молодой, но потомственный астроном Ара Осканян.
  • Есть разные профессиональные династии: сталеваров, моряков, ученых, артистов... Ара — представитель династии астрономов. Он и его брат Армен родились в Югославии. Их отец, Вагэ Осканян, директор Белградской обсерватории. Мать, Лилиана, югославка, в годы войны партизанила в горах Сербии. Вагэ и Лилиана вместе с детьми переехали в Армению. Сыновья окончили физический факультет и работают вместе с отцом в знаменитом Бюракане.
  • «Хотите я вам покажу, как мешает нам атмосфера?» — предложил Ара.
  • Он навел свой небольшой телескоп на лежащий высоко в горах домик. В поле зрения попала крестовина окна. Но она не стояла на месте. Она «дышала». Вместо двух перпендикулярных реек я увидел две перекрещивающиеся, извивающиеся змейки. Это испарения весенней земли вызывали дрожание картинки в телескопе.
  • Тревожит астрономов и увеличивающееся загрязнение воздуха. Выбрасываемые в атмосферу аэрозоли поглощают звездный свет, подсвечивают ночное небо. В некоторых развитых странах уже трудно найти достаточно уединенное место с темным и прозрачным ночным небом. Многие знаменитые обсерватории могут вскоре утратить свое научное значение из-за возрастающего промышленного загрязнения воздуха.
  • Единственный реальный выход — вынести телескоп за пределы атмосферы. Там, на космических высотах, звезды «не такие, какими видятся нам с Земли, сквозь толщу атмосферы, где одни из них переливаются теплой желтизной, другие жаркой краснотой, третьи светятся холодноватой голубизной, и вместе беспрестанно мерцают... Здесь же, на орбите, звезды удивительно спокойны, без мерцания. И цвет их, пожалуй, одинаков — белесо-желтый. Близко висят над головой» — так описал свои орбитальные впечатления летчик-космонавт Петр Климук.
  • Сравнительно небольшой орбитальный телескоп с диаметром зеркала один метр позволит разглядеть на Луне объекты размером около ста метров. Самый же мощный из наземных телескопов не различает на Луне детали рельефа размером менее километра.
  • Влияние земной атмосферы не позволяет определять расстояние до звезд, находящихся далее 326 световых лет. Вывод же космического телескопа с диаметром 2,4 м за пределы земной атмосферы, планируемый американскими учеными в начале 80-х годов, позволит определить в десять раз большие звездные расстояния.
  • Правда, достигнуть такой зоркости будет непросто. Для этого нужны системы ориентации с точностью порядка сотых долей секунды дуги. Даже биение пульса космонавта станет серьезной помехой. Но выход из этого положения есть. Можно поместить телескоп на отдельной платформе, которая отделяется от станции на время наблюдений и управляется дистанционно.
  • Интересное явление удалось обнаружить ученым с помощью телескопа, установленного на борту европейско-американского спутника. Оказывается, наша Галактика окутана гигантским газовым облаком. Диаметр этого облака около 25 тысяч световых лет, а образующие его газы нагреты до температуры 100 тысяч градусов. Существование газовой короны астрономы предсказывали еще четверть века назад. Но лишь сейчас это предположение получило подтверждение. Ученые считают, что наличие таких огромных облаков горячего газа поможет прояснить происхождение таинственных квазаров.
  • Солнце — ближайшая к нам звезда, источник тепла и света для нашей планеты, основа жизни всех земных организмов. Правда, в последнее время ученые нашли, по-видимому, иную природную цепь жизни, первоисточником которой служит не Солнце, а внутреннее тепло Земли.
  • Во время подводных исследований вблизи Галапагосских островов в одной из впадин Тихого океана обнаружено большое скопление живых организмов. Обычно на глубинах более двух с половиной километров из-за отсутствия солнечного света количество морских обитателей резко сокращается. Однако в таинственной впадине эта закономерность не соблюдается. Напротив, в ней обитает огромное число рыб самых различных видов, крабы, моллюски и другие морские жители. Японские ученые произвели замеры температуры и обнаружили, что против обыкновения температура воды на глубине достигает восемнадцати градусов по Цельсию. Оказалось, что впадина — разлом земной коры, и горячая лава в этом месте очень близка к поверхности океана.
  • Еше одна особенность привлекла внимание исследователей: донные слои воды вблизи Галапагосских островов содержат ядовитые сульфиды водорода и по известным законам природы должны быть необитаемы. А между тем там кипит жизнь. Ученые так объясняют это чудо. Видимо, ядовитые сульфиды водорода усваиваются какими-то неизвестными видами бактерий, которые служат пищей обитателей глубин. Если предположение верно, то открыта уникальная жизненная цепочка, источник которой не Солнце, а внутреннее тепло Земли. Но, несмотря на это возможное исключение, Солнце было и остается основной движущей силой нашей эволюции.
  • С древнейших времен человечество пыталось проникнуть в тайны неисчерпаемой энергии Солнца. С ним мы связываем и будущую энергетику планеты.
  • «Там огненны валы стремятся и не находят берегов» — так писал в своем стихотворении М. Ломоносов о Солнце, пораженный грандиозностью происходящих там явлений. Не одна сотня гипотез предлагалась учеными для объяснения источника энергии Солнца.
  • В двадцатых годах нашего столетия английский астроном Артур Эддингтон предположил, что источником энергии звезд и нашего Солнца служит превращение массы в энергию в результате термоядерной реакции. Ученый ужаснулся своей догадке. Он понимал, к каким последствиям для человечества может привести овладение этой энергией. Вот что писал Эддипгтон в 1920 году:
  • «Если мы действительно не ошибаемся, что именно субатомная (термоядерная) энергия синтеза гелия полностью обеспечивает поддержание горения этих колоссальных топок-звезд, то мы подошли, кажется, к осуществлению вековой мечты человечества — контролю над вечно спящей мошью природы, но неизвестно, ради чего: то ли для вечного процветания, то ли для самоубийства человеческой расы».
  • После создания водородной бомбы ни у кого из ученых не вызывало сомнения, что в глубинах Солнца вот уже миллионы лет действует естественный термоядерный реактор, к созданию которого в земных условиях наука только приближается.
  • Но термояд сопровождается излучением нейтрино — всепроникающих нейтральных частиц исчезающе малой массы. Все были уверены, что Земля «купается» в потоках солнечных нейтрино. Вот, например, фраза из одной научно-популярной книги, вышедшей лет десять тому назад: «...центральное тело солнечной системы — изобильнейший источник нейтрино... Любопытно, что нейтринное излучение составляет почти треть его общего электромагнитного излучения!»
  • Да и в недавно выпущенных изданиях подчас можно встретить уверенные высказывания о термоядерном характере энергии Солнца.
  • Для обнаружения солнечных нейтрино в разных странах (Индии, СССР, США, ЮАР) были построены нейтринные телескопы — приборы для регистрации нейтрино. Они располагались глубоко под землей в штольнях отработанных шахт.
  • Так родилась нейтринная астрономия — наука, изучающая роль нейтрино о процессах, происходящих во вселенной.
  • В нашей стране в канун 60-летия Великого Октября была пущена первая очередь крупнейшего в мире нейтринного телескопа Баксанской обсерватории. Он расположен в глубокой штольне горы Андырчи на Северном Кавказе. Недаром Андырчи в переводе с балкарского — «Гора грома». Нейтринный телескоп должен улавливать «громовые» раскаты грандиозных вспышек во вселенной.
  • Другая нейтринная установка создана в Донбассе, в громадном искусственном гроте, который шахтеры вырубили для физиков в толще обыкновенной поваренной соли. Такое дублирование нейтринных телескопов нужно для надежности регистрации нейтринных вспышек. Наиболее мощные вспышки, как полагают ученые, рождаются во время гигантских катаклизмов — вспышек сверхновых. И упускать такие уникальные события, конечно, нельзя. Ведь раскрытие тайны «звездных» топок очень важно для землян. В ней, возможно, сокрыт ключ к истоку будущей энергии нашей цивилизации.
  • Но даже такой крупный телескоп, как Баксанский, не сможет полностью удовлетворить запросы ученых. Десятками в год исчисляются столкновения нейтрино с веществом в этом телескопе. Статистики маловато. Чтобы выяснить детали превращений в микромире, необходимы миллионы столкновений в год. Такая возможность представляется в проекте ДЮМАНД (аббревиатура из начальных букв английского названия проекта), цель которого превратить многокилометровые толщи океанской воды в регистратор нейтрино и мюонов. Проект слишком грандиозен, чтобы его могла осуществить одна страна. Для его реализации необходимо широкое международное сотрудничество.
  • Не удалось пока обнаружить солнечные нейтрино в согласуемых с теорией количествах. Их нет или, по крайней мере, в несколько раз меньше, чем это необходимо для подтверждения гипотезы о термоядерной природе солнечной энергии. Так возникла не разрешенная до сих пор проблема солнечных нейтрино.
  • Сразу же последовало много предложений для решения этой проблемы. Например, одна из гипотез так объясняет отсутствие нейтрино. Будто солнечная термоядерная топка работает в режиме «включено — выключено». В настоящее время будто солнечная «топка» выключена, и Солнце греет и светит за счет остаточного тепла. Этими происходившими время от времени выключениями солнечной «печки» можно объяснить периодические оледенения и другие климатические изменения Земли.
  • Один из астрофизиков даже предположил, что энергетическим источником Солнца служит «черная дыра» в его центре.
  • Но все эти гипотезы приводят к гораздо большим несоответствиям.
  • Возможно, что проблема «солнечных нейтрино» есть следствие наших еще малых знаний о свойствах этой трудноуловимой частицы. Примером тому может служить недавнее открытие группой советских физиков под руководством В. А. Любимова массы покоя нейтрино. Ученые доказали, что масса нейтрино не равна нулю. Она лежит в пределах от одной десятитысячной до одной тридцатитысячной массы электрона. Об этом открытии впервые было сообщено в марте 1980 года.
  • Пять долгих лет продолжались измерения с помощью спектрометра, созданного Е. Ф. Третьяковым, прежде чем ученые могли с уверенностью сказать, что нейтрино обладает массой.
  • И вот первый неожиданный вывод: вся масса вселенной заключена в нейтрино, их масса в сто раз больше массы обычного вещества, сосредоточенного в звездах и галактиках.
  • Советские физики пока определили массу только одного вида нейтрино (а их в природе три). Возможно, что после завершения экспериментальных работ ученым придется фундаментально пересмотреть современные представления о строении вселенной, о вакууме, о процессах образования галактик, о реакциях, происходящих в недрах Солнца.
  • Другим ударом по термоядерной модели солнечных процессов было открытие в середине семидесятых годов академиком А. Б. Северным и его сотрудниками в Крымской астрофизической обсерватории пульсаций Солнца. Оказалось, что Солнце «дышит»: его радиус изменяется на десять километров с периодом 160 минут. Из-за волнения атмосферы зафиксировать оптически такое мизерное смещение края Солнца, конечно, невозможно. Это все равно, что рассматривать из Крыма нитку в Киеве.
  • Эксперимент был очень тонкий — вместо смещения края солнечного диска фиксировались смещения спектральных линий от различных областей Солнца, Полгода ученые не сообщали о своих предположениях, пока наконец после бесчисленных измерений они окончательно не убедились, что пульсация есть.
  • Впоследствии советские ученые установили, что с таким же периодом пульсирует и интенсивность солнечного радиоизлучения. Объяснений, почему пульсирует Солнце, пока нет, хотя различного рода искусственных гипотез довольно много. Так, например, для объяснения механизма колебаний Солнца предложена гипотеза о малой «черной дыре», движущейся по орбите с радиусом 20 тысяч километров под солнечной фотосферой.
  • И отсутствие нейтрино, и открытие пульсации Солнца противоречат гипотезе солнечного термояда. Сейчас ученые уже не могут сказать с прежней уверенностью, отчего светится Солнце. Но это означает и другое: возможно, человечество находится на пороге крупнейшего открытия — новой природы энергии Солнца.
  • Вот почему к физике Солнца проявляют ученые в последнее время повышенный интерес. Без всестороннего комплексного изучения нашего светила вряд ли можно разгадать тайну его энергии. И здесь ведущую роль играют космические обсерватории. Ведь атмосфера задерживает наиболее содержательные ультрафиолетовые и рентгеновские излучения Солнца, а ее вихри преломляют видимое солнечное излучение и тем самым ограничивают возможности наблюдать тонкую структуру нашей центральной звезды. Без этих знаний не удастся проникнуть и в тайны солнечно-земных связей, столь важных для практической деятельности человечества.
  • Магнитные бури, полярные сияния, радиосвязь, биологические процессы, статистика заболеваний, урожаи, погода... — все это подвержено изменениям, связанным с колебанием активности Солнца. Ныне установлено свыше тысячи таких связей, и с каждым годом открываются новые...
  • Даже количество транспортных происшествий в Москве увеличивается в период солнечной активности на 20-30 процентов. В Америке один профессор нашел «связь» между экономическими кризисами и активностью нашей звезды. Дескать, в этот период у людей нет настроения покупать.
  • В 1978 году солнечная вспышка на время нарушила радиосвязь со спутниками и кораблями. Бывает, что радиация от вспышек выводит из строя высоковольтные линии передачи.
  • Но не только вред приносит солнечная активность. Она оказывает и стимулирующее влияние на психику человека. Так считает кандидат физико-математических наук Б. Владимирский. Он изучил биографии пятидесяти композиторов XVIII и XIX веков. И хотя судьба и творчество каждого неповторимы, у них, по мнению ученого, прослеживается одна общая закономерность: годы высокой творческой отдачи группируются около пиков активности Солнца. Как оказалось, практически все композиторы, достигшие к этому времени творческой зрелости, создали в 1829-1830 годах выдающиеся произведения: Берлиоз — «Фантастическую симфонию», «Короля Лира», «Восемь сцен из «Фауста»; Шопен — оба фортепьянных концерта; Мендельсон — «Шотландскую симфонию», увертюру «Фингалова пещера»; Паганини — 4-й и 5-й концерты; Россини — оперу «Вильгельм Телль».
  • Солнечные излучения — это конечный продукт всех превращений, протекающих в нашем светиле, от его недр до короны. Только познав все виды солнечных излучений, можно приблизиться к целостной картине Солнца. Поэтому ученых так интересуют их основная характеристика — спектры.
  • Для солнечных наблюдений с орбиты в Крымской астрофизической обсерватории создан орбитальный солнечный телескоп (ОСТ-1). Этот уникальный аппарат был смонтирован на борту орбитальной станции «Салют-4». Приемником телескопа служил спектрограф — прибор для регистрации спектра солнечного излучения. Щель спектрографа наводится на исследуемую область Солнца и удерживается в этом положении следящей системой с очень высокой точностью (3-5 угловых секунд) .
  • В 1975 году две экспедиции космонавтов — А. Губарев, Г. Гречко и П. Климук, В. Севастьянов — провели 10 сеансов работы с ОСТ-1. Было сфотографировано около 600 спектрограмм активных областей светила, а также спокойного Солнца в ультрафиолетовой части спектра. Получены сведения, меняющие представления ученых о параметрах солнечных процессов, особенно его вспышек, о состоянии солнечной плазмы: скорости, плотности...
  • За ультрафиолетовым диапазоном лежит рентгеновское излучение. До спутников рентгеновское излучение изучалось с помощью ракет с высотой подъема свыше 100 километров. Ни самолет, ни стратостат такую высоту не одолеют, а время полета ракеты — минуты. Это ее главный недостаток. Много информации за такое время не соберешь.
  • Вначале не обошлось без курьезов. Изучая солнечную корону, ученые обнаружили спектральные линии, которые нельзя было приписать никакому известному химическому элементу. Некоторые даже решили, что на Солнце открыт неизвестный доселе элемент. Даже название придумали — короний. Но сенсация не получилась. Было доказано, что обладатели этих линий — атомы железа, только не обычные, а потерявшие большую часть своих электронов. О том, какая сила их раздела, догадались позже, а тогда было ясно, что такие «раздетые» атомы железа излучают в рентгеновском диапазоне.
  • Второй советский искусственный спутник третьего ноября 1957 года доставил в космос приборы, регистрирующие рентгеновское излучение. Такие же эксперименты были начаты в США спустя три года.
  • Сразу же было сделано интересное открытие — в отличие от более или менее постоянного ультрафиолетового излучения рентгеновский поток пульсировал. Спокойные периоды сменялись бурными, когда интенсивность излучения возрастала в десять раз.
  • Пядь за пядью «ощупывая» нашу звезду приборами, ученые определили, что рождается рентгеновское излучение над поверхностью Солнца — в короне, вернее, в отдельных небольших областях короны, так называемых конденсатах. Конденсаты тесно связаны с солнечными пятнами: они одновременно с ними возникают и исчезают.
  • Температура в конденсатах очень высока — 3-5 миллионов градусов. Для сравнения: температура на поверхности Солнца — шесть тысяч градусов, а в короне — миллион. Именно поэтому атомы в конденсатах теряют электроны и становятся источниками рентгеновских лучей. Так была найдена природа солнечного рентгена — его порождает разогрев небольших участков короны.
  • Исследователей особенно интересуют вспышки — гигантские взрывы в солнечной атмосфере. Для исследования вспышек в Физическом институте АН СССР имени П. Н. Лебедева была создана прецезионная аппаратура. С ее помощью ученые выяснили, что вещество вспышки нагревается до 30-50 миллионов градусов и порождает резкий всплеск жесткого рентгеновского излучения, в тысячу раз превосходящий рентгеновский поток от конденсатов.
  • Но где источник чудовищного взрыва, эквивалентного миллиарду водородных бомб? На Земле при современном уровне энергодобычи такую энергию можно получить за 1000 лет.
  • Вот к каким выводам пришли сотрудники Физического института: «...вспышка черпает энергию из магнитного поля Солнца. При вспышке поле перестраивается таким образом, что в плазме солнечной короны возникают мощные электрические токи, подобно тому, как образуются они в динамо-машине. Эти-то токи и нагревают солнечное вещество до чудовищных температур. Но иногда при вспышке происходит как бы «разрыв» токовой цепи, и в этом месте частицы плазмы ускоряются до колоссальных энергий и вырываются в пространство. Некоторые из них — протоны, обладающие высокой проникающей способностью, могут быть опасными для космонавтов».
  • Большой вклад в изучение излучений Солнца внесли спутники серии «Интеркосмос». 14 октября 1969 года стартовал спутник «Интеркосмос-1» — первенец международной программы братских стран. Бортовая аппаратура спутника создавалась в ГДР, СССР, ЧССР. Главная задача эксперимента — исследование коротковолнового ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и его влияния на атмосферу Земли. В результате эксперимента ученые получили интересные сведения о такой тонкой структуре рентгеновского излучения Солнца, как поляризация.
  • Рентгеновское излучение, как, например, радиоизлучение или свет, тоже электромагнитная волна, но только другого диапазона. Поляризация же — одна из важнейших характеристик электромагнитной волны. Она определяется направлением электрического поля волны. Получив сведения о поляризации, можно многое понять об истоках солнечного рентгена.
  • В излучении трех солнечных вспышек, случившихся в октябре 1969 года, ученые с помощью «Интеркосмоса-1» обнаружили поляризацию рентгеновского излучения. Эти измерения были продолжены в 1970 году на спутнике «Интеркосмос-4». Ученым удалось проследить изменение во времени поляризации рентгеновского излучения и в двух случаях даже определить положение плоскости поляризации на солнечном диске. Этот эксперимент, проведенный на спутнике «Интеркосмос-4», подтвердил теоретическое предположение о том, что в области солнечной вспышки существует поток ускоренных электронов. Такое же, как в эксперименте, изменение поляризации солнечного рентгена вызвал бы пучок «быстрых» электронов, движущийся из солнечной короны по направлению к фотосфере вдоль силовых линий магнитного поля.
  • Дальнейшее исследование ультрафиолетового и рентгеновского излучений, в том числе и поляризации солнечного рентгена, было продолжено на других «солнечных» спутниках — «Интеркосмосе-7» в 1972 году и «Интеркосмосе-11» в 1974 году. На этих спутниках были получены новые данные о коротковолновых излучениях Солнца.
  • В июле 1976 года стартовал пятый «солнечный» спутник — «Интеркосмос-16». К научной аппаратуре ГДР, СССР и ЧССР, установленной на спутнике, был добавлен уникальный прибор — ультрафиолетовый спектрометр-поляриметр совместной разработки советских и шведских ученых. Это очень тонкий прибор. С его помощью можно изучать переходную область между солнечной короной и хромосферой, которую мы видим как тонкий красный ободок вокруг диска во время затмений. Шведские специалисты принимали также участие в работах на космодроме по установке нового прибора на спутник.
  • Запуск «Интеркосмоса-16» проходил в период спокойного Солнца, и ученым интересно было сравнить новые данные с предыдущими, полученными в довольно бурные солнечные годы. Такое сравнение необходимо для проникновения в тайны солнечных вспышек.
  • Мощным подспорьем спутникам «Интеркосмос» в международной программе по исследованию Солнца служат ракеты «Вертикаль» и солнечные лаборатории «Прогноз».
  • Хотя полезное время работы приборов «Вертикали» составляет всего десять минут, но «забирается» она выше орбит спутников — на высоту 500 километров.
  • Стартовавшая 26 сентября 1979 года геофизическая ракета «Вертикаль-8» вывела в космос астрофизический зонд, оснащенный новым комплексом приборов для рентгеновских исследований Солнца, который позволяет подробно исследовать излучение активных областей и вспышек. Новый комплекс приборов был размещен на специальной платформе. Эта платформа с высокой точностью наводит телескопы и фотометры на активные области нашего светила. Размер активной области может составлять одну тысячную долю солнечного диаметра. Столь точная ориентация платформы должна выдерживаться в течение всего полета зонда. А это непросто: масса приборов на платформе доходит до 150 килограммов.
  • Свыше десяти лет создавалась такая платформа в Гарнийской астрофизической лаборатории АН Армянской ССР. На многочисленных испытаниях красивая платформа поражала всех своей легкостью и подвижностью. В полете она безукоризненно выполнила свою задачу: точно навела научные приборы зонда, изготовленные в ПНР, СССР и ЧССР, на активные области Солнца.
  • Момент старта «Вертикали-8» оказался удачным: было кратковременное солнечное «затишье». В это время интенсивность рентгеновского излучения была более-менее постоянной. Выбрать такой момент в годы солнечного максимума нелегко. Не успеет затухнуть одна вспышка, как начинается другая. Аппаратуре зонда удалось зарегистрировать излучение активных областей, не искаженное вспышками.
  • Ученые считают, что полет «Вертикали-8» — важный этап во внеатмосферных исследованиях Солнца. Вызывает восхищение и сама аппаратура зонда. На выставке в Ле-Бурже во Франции в 1979 году она получила высокую оценку специалистов. Это еще одно свидетельство широкого международного признания достижений «Интеркосмоса».
  • Проведенные исследования рентгеновского излучения позволили лучше понять природу вспышек. Это, в свою очередь, поможет в разработке методов прогнозирования протонных потоков и создании своеобразного оповещения космических экипажей.
  • Стал понятен и механизм образования земной ионосферы, благодаря которой и возможна дальняя радиосвязь. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучения создают этот окружающий Землю ионизированный слой, а гигантский рентгеновский поток, возникающий при солнечных вспышках, служит причиной «возмущений» в ионосфере и приводит к нарушению радиосвязи.
  • Исследование солнечных вспышек важно не только потому, что они сильно влияют на Землю и окружающее ее пространство. Солнечная вспышка — это генератор высокотемпературной или, как ее еще называют, «горячей» плазмы. В отличие от плазмы, получаемой в лаборатории, солнечная плазма неуправляема. Температура, плотность, давление и другие ее параметры меняются в сотни и тысячи раз. Исследование «горячей» плазмы Солнца тесно связано с поисками новых источников энергии. Изучение рентгеновских спектров Солнца обогатило физику сведениями о процессах, бушующих в наиболее разогретых областях солнечной короны, и способствовало становлению нового направления в атомной физике — рентгеновской спектроскопии высокотемпературной плазмы.
  • Уже более двадцати лет по черточке пишется рентгеновский портрет Солнца. Приоткрыта завеса над тайнами нашей центральной звезды. За проделанный цикл работ по исследованию рентгеновского излучения Солнца, выполненных в 1957-1975 годах, группе ученых Физического института АН СССР в 1977 году присуждена Государственная премия СССР. Эти исследования открыли новое направление солнечной астрономии — рентгеновскую астрономию Солнца.
  • В 1973 году мировой общественностью отмечался 500-летний юбилей со дня рождения Коперника. Девятый спутник «Интеркосмоса», запущенный 19 апреля 1973 года, своего рода памятник великому астроному. Он был назван «Интеркосмос-Коперник-500». Программа исследований на этом спутнике была предложена Национальным координационным комитетом ПНР. Подготовка к экспериментам началась в 1970 году в городе Торуни, на родине Коперника. Польскими учеными была создана аппаратура для изучения длинноволнового излучения Солнца, генерируемого во время вспышек при взаимодействии солнечной плазмы с внешними областями Солнца. На спутнике была установлена также и советская аппаратура для измерения параметров ионосферной плазмы вблизи антенн летящего спутника. Это позволило внести необходимые поправки при анализе информации о спорадическом радиоизлучении Солнца.
  • Придет время, и Солнце раскроет перед человеком свои сокровенные тайны, а пока оно не перестает удивлять ученых и волновать умы людей. Солнечные исследования по программе «Интеркосмос» продолжаются. Готовятся к стартам новые «Интеркосмосы» и «Вертикали»...
  • Научный фронт современной астрономии необычайно широк. Ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-телескопы уже побывали в космосе или продолжают нести свою космическую вахту. Список астрономических космических приборов уже столь внушителен, что занял бы не одну страницу. Вот только некоторые наиболее известные из них.
  • Телескоп «Орион-2», созданный под руководством директора Гарнийской лаборатории Г. Гурзадяна, с помощью которого в 1973 году экипаж «Союза-13» — В. Лебедев и П. Климук — получили снимки ультрафиолетовых спектров очень слабых звезд. Это предел, который даже сейчас пока непревзойден. «Орион-2» оказался в 250 раз чувствительнее телескопа на американском «Скайлэбе».
  • Рентгеновские телескопы РТ-4 и «Филин-2», с которыми работали на орбите А. Губарев, Г. Гречко, П. Климук и В. Севастьянов.
  • Советский прибор «Конус» и советско-французская аппаратура «Снег» для регистрации загадочных гамма-всплесков, доставленные в декабре 1978 года на автоматических межпланетных станциях «Венера-11» и «Венера-12» на поверхность Утренней звезды. Вот уже полтора года они сообщают информацию о гамма-всплесках на Землю.
  • Бортовой субмиллиметровый телескоп (БСТ-1М) — самый крупный исследовательский прибор на станции «Салют-6». Диаметр его главного зеркала — 1,5 метра, а общая масса превышает 650 килограммов. Объекты наблюдения для телескопа — дискретные космические источники субмиллиметрового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений, наблюдение которых с Земли невозможно.
  • Объекты наблюдений телескопов невидимых излучений лежат как в нашей Галактике, так и за ее пределами. Именно в этих диапазонах ученые надеются получить ключ к разгадке удивительных объектов с экстремальным состоянием вещества — нейтронных звезд, «черных дыр», активных галактик, квазаров.
  • Регистрируемые гамма— и рентгеновские излучения — это первозданная информация об объектах вселенной, о первичных процессах, бушующих в них. В результате многочисленных преобразований рентгеновские лучи могут превратиться в световые. Но никогда даже тысячи световых лучей не породят рентген, Перейдя в свет, рентген уже не сможет рассказать ученым о своей природе. Поэтому только оптическая астрономия не сможет раскрыть нам тайну звездных процессов.
  • К термоядерной энергии человечество пришло, постигая тайны звездных «топок», еще в 20-30-е годы. Вполне возможно, что современные астрономические исследования откроют для человечества новый, невиданно мощный и практически вечный источник энергии.
  • «Изучение вселенной не самоцель... Мы проникли в космос, чтобы лучше изучить прошлое нашей планеты, предвидеть ее будущее. Мы хотим поставить ресурсы космоса на службу человеку...» Эти слова академика С. П. Королева как нельзя лучше определяют задачи космической астрономии.

    ОЛЕГ МАКАРОВ, дважды Герой Советского Союза, летчик-космонавт СССР,
    ГРИГОРИЙ НЕМЕЦКИЙ, журналист
    ОПАСНОСТЬ НОМЕР ОДИН

  • (Примеч.- Олег Макаров и Григорий Немецкий работают над книгой «Паруса звездных бригантин». В этой книге три героя: Космонавт, Журналист и вымышленный, немного смешной персонаж. Ворчун. Предлагаем читателю главы из будущей книги.)

    ПОГОВОРИМ О НЕВЕСОМОСТИ (Из блокнота Журналиста)

  • Путешественники, вступившие в этот новый мир чудес, изумленные, потрясенные, несмотря на все свои научные рассуждения, чувствовали, что телам их недостает иеса. Вытянутые руки не опускались; головы качались на плечах, ноги не касались пола снаряда. Они вели себя как пьяные, потерявшие равновесие и устойчивость...
  • Жюль Верн. Вокруг Луны

    — Я сейчас читаю Герберта Уэллса, — сказал Ворчун. — Мне понравился один его фантастический рассказ про конторщика по имени Фотерингей. Этот конторщик обладал даром творить чудеса. Стоило ему пожелать что-нибудь, как его желание тут же сбывалось. Один раз ему взбрело в голову остановить вращение Земли. Ох и пожалел же он об этом! Сила инерции в один миг снесла все с ее поверхности: все здания, всех животных и самого чудотворца!

  • — Мне вспоминается аналогичная история, — вмешался я. — Много лет назад неоднократно передавался любопытный радиоспектакль. В нем рассказывалось о том, что случилось бы на Земле, если бы вдруг исчезла сила трения. В начале спектакля герои от души смеялись, катаясь по тротуарам, как по льду. А в конце на Земле наступил полный хаос. К тому же на героях начала расползаться по швам одежда, тут уж было не до смеха!
  • — Список таких фантазий можно было бы продолжить, — заметил Космонавт. — Что, например, случилось бы на нашей планете, если бы вдруг исчезла сила тяжести? Что ты скажешь по этому поводу, Ворчун?
  • — Скажу, что это было бы неплохо. За день, знаете ли, так намотаешься, что ноги носить отказываются. Я где-то читал, что к вечеру из-за этого рост человека на два сантиметра убавляется. Это раз. И потом, что это, простите, за скорость — пять километров в час?
  • — А невесомость поможет? — спросил Космонавт.
  • — Очень даже! Верхние части тела перестанут давить на нижние, поэтому ходить будет легко. Да и ходить не нужно будет. Вот на Луне — там одна шестая земной тяжести, и уже передвигаться можно прыжками. А если совсем тяжести не будет, оттолкнулся — и фьють: глядишь — уже на работе!
  • — Да, Ворчун, — сказал Космонавт. — Фантазия у тебя работает... Но должен тебя огорчить. На Луне не только прыгать, но даже ходить человеку не так-то просто. Американские астронавты, прежде чем отправиться на Луну, долго тренировались в такой ходьбе и прыжках на специальных тренажерах, имитирующих одну шестую земного веса.
  • Что же касается того, чтобы летать, — продолжал Космонавт, — то летать-то ты будешь не один. В первый же момент, как исчезнет тяжесть, на Земле начнут твориться невообразимые вещи, пожалуй, не менее впечатляющие, чем в том радиоспектакле. Вместе с тобой будут носиться над Землей целые полчища различных предметов: камни, палки, куски железа — все, что сейчас безобидно лежит на Земле, придет в движение. Так что, не успев еще сдвинуться, ты уже будешь весь в синяках!
  • — Но ведь предметы ничего не будут весить!
  • — Верно, не будут. Но масса их останется. И бить тебя эти предметы будут пропорционально своей массе!
  • — Можно, наверное, как-нибудь закрепить все эти предметы? Или сделать на Земле генеральную уборку...
  • — Можно. Раз уж мы начали фантазировать, — сказал Космонавт, — то это сделать можно. Можно закрепить все, что есть на Земле, как это делается на космических кораблях и станциях. Но что ты сделаешь с воздухом? Ведь атмосфера нашей планеты удерживается за счет того самого тяготения, от которого ты так стремишься избавиться! А моря? А океаны? Наконец, чай в твоем стакане... Что их будет удерживать на месте? Если исчезнет тяжесть, то малейшего толчка будет достаточно, чтобы огромные массы воды стали путешествовать над нашей планетой. Так что однажды, подпрыгнув, ты рискуешь оказаться внутри одного из этих блуждающих озер. Ну как, нравится?
  • — Не очень...
  • — Но это еще не все. Если даже забыть, что Земля останется без воздуха и воды, а без них, как ты сам понимаешь, жизнь немыслима, есть еще одна причина, по которой нам будет очень неуютно без земного тяготения. Мы к нему попросту привыкли...
  • — Ну и что? Как привыкли, так и отвыкнем!
  • — Нет, Ворчун. Это не есть привычка одного человека, это привычка всего человечества. Она вырабатывалась миллионами лет вместе с развитием всего живого на Земле. Она сидит где-то в тайниках наших нуклеиновых кислот, и как ее оттуда изъять и заменить другой, не знает сейчас никто!
  • — А в чем сказывается эта привычка? — спросил Ворчун.
  • — Ну, хотя бы в том, что земная тяжесть помогает нам ориентироваться в пространстве. Ты ведь не задумываешься, где у тебя верх, а где низ?
  • — Это и глазами видно.
  • — Верно. Глаза действительно участвуют в пространственном ориентировании, к этому мы еще вернемся. А если в полной темноте? А если в воде? Предположим, ты нырнул в воду. Можно, конечно, открыть глаза и оглядеться: там, где светло, там и верх. Но этого обычно никто не делает. И с закрытыми глазами и даже перевернувшись несколько раз, ты никогда не запутаешься, все равно будешь знать, в какую сторону тебе надо выныривать. Это значит, что есть у человека такой инструмент, который в любых условиях подсказывает ему, в каком положении находится его тело по отношению к земле...
  • — Кажется, я догадываюсь, о чем идет речь, — вмешался я. — Недавно мне пришлось писать одну статью для научно-популярного журнала... Скажи, Ворчун, какие органы чувств есть у человека?
  • — Орган зрении — глаза, это раз. Орган слуха — уши, это два,— начал перечислять Ворчун, загибая пальцы. — Теперь: обоняния — нос, осязания — кожа и вкуса — язык. Всего пять.
  • — Все правильно. Так вот, у человека, оказывается, есть еще шестое чувство.
  • — Я знаю! — воскликнул Ворчун. — Это интуиция!
  • — Я надеюсь, ты знаешь, что об этом говорят только в шутку. Интуиции теперь придется потесниться на седьмое место, потому что шестое по праву займет чувство ориентации.
  • — Что-то я об этом ничего не слышал...
  • — Все дело в том, что этому чувству люди как-то не придавали особого значения, — вмешался Космонавт. — О нем по-настоящему вспомнили только теперь, когда начались космические полеты. А органом этого чувства является вестибулярный аппарат.
  • Ворчун уже готов был спросить, как устроен вестибулярный аппарат, но я его опередил:
  • — Вспомни сначала, как устроен плотницкий инструмент — уровень, — посоветовал я.
  • — Уровень? — удивленно переспросил Ворчун. — Уровень — это ровный брусок, в который вделана слегка изогнутая стеклянная трубочка. Трубочка заполнена жидкостью, а в ней есть пузырек воздуха. Если положить уровень на абсолютно горизонтальную поверхность, пузырек установится на вершине дуги, то есть посередине. Если поверхность имеет наклон, то он сместится в ту или другую сторону.
  • — Толковое объяснение! — заметил я. — Значит, уровень указывает положение какой-нибудь поверхности относительно горизонтали. Так вот, изобретатель уровня повторил то, что давно уже изобретено самой природой: задачи и принцип действия вестибулярного аппарата приблизительно такие же.
  • Расположен вестибулярный аппарат во внутреннем ухе человека. Там есть такая небольшая полость, дно которой покрыто чувствительными волосками. Заполнена она студенистой жидкостью. Пузырька там нет — все равно его никто бы не увидел. Роль пузырька выполняют небольшие кристаллики — отолиты. Отолиты давят на чувствительные волоски, возбуждая их, а это возбуждение передается головному мозгу. Если человек находится в вертикальном положении, то отолиты давят на дно полости, стоит только отклониться от вертикали, отолиты перемещаются и передают в мозг информацию о направлении и степени отклонения.
  • — Так просто? — удивился Ворчун, вопросительно глядя на Космонавта.
  • — Задачи вестибулярного аппарата, — отозвался Космонавт, — шире, и устроен он сложнее, чем об этом рассказал Журналист. Я знаю его статью, в ней говорилось о том, каким образом человеку в вертикальном положении удается сохранять равновесие.
  • Полость с отолитами — ее называют овальным мешочком, — действительно воспринимает положение тела в пространстве. С помощью отолитов происходит рефлекторная регуляция мышц, благодаря чему человек сохраняет равновесие. Они же, кстати, помогают нам не заблудиться под водой.
  • Но все это относится к статике нашего тела. А есть еще и динамика. Вестибулярный аппарат является не только органом ориентации человека в пространстве, он еще выполняет функции рецептора ускорений. Линейные ускорения воспринимаются все тем же овальным мешочком, в то время, как угловые — тремя, расположенными в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, полукружными каналами. Есть в вестибулярном аппарате еще и круглый мешочек — он оказывает помощь опальному мешочку в восприятии вибраций. Правда, это последнее — только предположительно...
  • — Неважно, — сказал Ворчун. — Примем пока на веру. Но какое отношение все это имеет к невесомости?
  • — Самое прямое! В невесомости отолиты тоже ничего не весят, они перестают давить на волоски в каком-то одном определенном направлении и передают в мозг не информацию, а, прямо скажем, одну сплошную дезинформацию.
  • — Если говорить о космических полетах, — заметил Ворчун, — то это, наверное, не так уж важно. Ведь в невесомости понятие о вертикали и горизонтали теряет всякий смысл!
  • — Как сказать, — отозвался Космонавт. — Если человек сидит в кресле, то ему может показаться, что он висит на ремнях кресла вниз головой. Может показаться, что он лежит то на груди, то на спине, то на боку — эти иллюзии называются иллюзиями переворачивания. Может создаться иллюзия беспрерывного падения. Ложная информация поступает и от полукружных каналов: человеку может показаться, что он находится в постоянном вращении, которое ему никак не удастся остановить. Все эти явления сопровождаются беспокойством и потерей общей ориентировки в пространстве.
  • — Как же тогда можно в невесомости жить и работать? — удивился Ворчун.
  • — Вот теперь мы должны возвратиться к твоему замечанию о глазах, — сказал Космонавт. — Пространственной ориентацией человека занят не только вестибулярный аппарат, в ней принимают участие еще и глаза и кожа.
  • — Кстати, — сказал я, — это, наверное, очень просто, но я что-то не могу сообразить. Какую роль здесь играет кожа?
  • — О-о-о! Это даже мне ясно! — воскликнул довольный Ворчун. — Почему мы переворачиваемся во сне? Да чтобы не отлежать себе бока. Кожа всегда знает, с какой стороны находится земля.
  • — Все верно, — подтвердил Космонавт. — Вестибулярный аппарат, глаза и кожа подменяют друг друга в различных ситуациях. Недаром же их называют триадой пространственной ориентации. К сожалению, в невесомости из этой триады «работоспособными» оказываются только глаза. Поняв, что к чему, человек перестает надеяться на кожу, а силой своей воли как бы отключает сознание от вестибулярного аппарата. Поэтому все иллюзорные восприятия, о которых я говорил, создают дискомфорт только в начальный период нахождения в невесомости...

    ЭТИ НЕЛЕГКИЕ ТРИДЦАТЬ СЕКУНД...
    (Из рабочей тетради Космонавта)

  • Парабола — это математическая кривая. Точно такую кривую описал бы снаряд, выпущенный под углом к горизонту, если бы не было сопротивления воздуха...
  • Из Словаря Брокгауза и Ефрона

    Сегодня я веду группу на параболу. Раннее утро застает нас уже на аэродроме. Холодно, весна нынче поздняя. На земле и на деревьях изморозь, лужицы затянуты корочкой льда, на крышах ангаров еще лежит снег.

  • Я за инструктора. Обязанности мои несложны: проследить, чтобы все было проведено по штатному расписанию.
  • Группа состоит из одних новичков. Сбились кучкой, переминаются с ноги на ногу, разговаривают вполголоса. Есть среди них совсем молодые люди, они заметно нервничают; есть и бывалые военные летчики, их, несмотря на одинаковость комбинезонов, можно угадать по выправке. Но и они, имея за плечами тысячи налетанных часов, волнуются. Испытания на центрифуге, на скорость реакции — это им нипочем, в полетах не раз приходилось встречать перегрузки и принимать быстрые решения, а вот невесомость... Что это за зверь, удастся ли с ним справиться?
  • Одни претендуют на «должность» бортинженеров, заветная мечта других стать командирами звездных кораблей.
  • Я понимаю их волнение, оно закономерно. Это хорошее волнение спортсмена перед стартом или конструктора перед испытанием своей машины.
  • — Правда ли, что американцы проводят тренировки на невесомость в сверхзвуковых истребителях? — спрашивает один из новичков.
  • — Это действительно так, — отвечаю. — Время нахождения в невесомости зависит от скорости «бросания» на параболу. В сверхзвуковом истребителе можно получить состояние невесомости до одной минуты. Но есть и недостаток: тесная кабина истребителя не дает возможности ощутить новое состояние в полной мере, «по-плавать», не касаясь стен, связывает движения...
  • Тут нас приглашают в самолет. На вид это обыкновенный лайнер, всем известная — и по очертаниям и по названию — серийная машина на полторы сотни пассажирских мест.
  • В самолете группа начинает действовать по расписанию. Прежде всего надо походить по салону, освоиться. Внутри это уже не обычный самолет — его салон превращен в лабораторию. Стены затянуты пружинящим материалом, ряды кресел убраны, оставлено только несколько кресел для инструктора и испытуемых. Перед креслом инструктора — приборная доска с указателем скорости, альтиметром, указателем угла тангажа и указателем перегрузок, так что, находясь в салоне, я могу следить за прохождением траектории наравне с пилотом. Есть здесь и свой медпункт. Врач измеряет новичкам давление, частоту пульса и дыхания — все это будет потом сравниваться с такими же данными после перегрузок и невесомости. С помощью специальных датчиков можно контролировать состояние испытуемых и при нахождении на параболе.
  • Острота восприятия чаще всего связана с новизной.
  • Одно из самых необычных ощущений, а испытать его удается очень немногим, — это ощущение полной потери собственного веса. Никаким воображением представить это нельзя, как нельзя представить, сколь обширна должна быть гамма чувств избавившегося от врожденной слепоты человека. Видимо, это связано с тем, что безопорное состояние, которое характеризует невесомость, в обычных условиях может длиться только короткие мгновения.
  • Помнится, Ворчун в наших беседах не раз возвращал нас к вопросу о тренировках космонавтов на невесомость. Это и в самом деле больной вопрос. Проблема подготовки человека к встрече с невесомостью волнует и будет, видимо, еще долго волновать всех, кто так или иначе связан с космонавтикой. Пока что единственная возможность создать мало-мальски ощутимую по длительности невесомость вне космического пространства — это провести самолет по так называемой параболе невесомости. Чем ближе форма траектории к математической кривой, тем чище получается невесомость. Все было бы хорошо, но вот беда: невесомость получается все же очень кратковременной — всего несколько десятков секунд...
  • Наш самолет выруливает на взлетную полосу, совершает взлет и начинает плавно набирать высоту. Надо подняться на четыре-пять километров, чтобы в момент выхода из параболы иметь под собой достаточный запас высоты, ведь если откажет один из двигателей, выйти из параболы на малой высоте будет затруднительно.
  • Самолет пробивает слой облачности и продолжает подниматься выше. В иллюминаторы вливается чистое голубое небо. Под нами, насколько хватает глаз, до самого уходящего вдаль полукружья горизонта, простираются причудливые нагромождения ослепительно белых облаков.
  • После набора высоты следует разгон по горизонтали до максимально возможной скорости. Теперь, прежде чем выйти на параболу, нам предстоит вписаться в кривую, близкую к дуге окружности. На дуге будут перегрузки. Мои подопечные перестают ходить по салону и рассаживаются в кресла. В отличие от обычного авиаполета пристегиваться к этим креслам не полагается.
  • Начались перегрузки. Они сравнительно невелики. Если во время тренировок на центрифуге перегрузки равны четырем или более единицам, то в нашем полете их величина не превышает двойки. Больших перегрузок не выдержит самолет, даже сейчас его плоскости заметно изгибаются. Мы тоже чувствуем, как нас прижимает к спинкам кресел.
  • Перегрузки всеми переносятся сравнительно легко. Они не только невелики, они еще и непродолжительны. Проходит десяток секунд — и мы уже у подножия параболы.
  • — Внимание!.. — раздается в динамиках голос пилота. Следует короткая пауза, и вот оно — то, ради чего совершается этот полет.
  • ...Мы в невесомости!
  • Надо сказать, что у пилота, ведущего самолет по параболе, кроме нормальных, штатных, приборов, есть еще один — нештатный. Обычно это маленькая игрушка — мышонок или собачка, подвешенная к потолку пилотской кабины на ниточке. Как только самолет оказывается на параболе, ниточка собирается в кривую линию. Это происходит на какое-то мгновение раньше, чем сам пилот ошутит состояние невесомости.
  • А что делается в салоне? У кого-то я вижу веселое и даже озорное лицо. Можно позавидовать — природные данные! Такие люди встречаются редко. Они обычно сразу осваиваются и начинают парить посреди салона, широко расставив руки и ноги. Остальные ведут себя по-разному. Кто-то, повиснув вниз головой, пытается по знакомым ориентирам занять привычное положение. Это хорошо, значит, человек не потерял присутствия духа. Только двое из группы в полной растерянности. Они не понимают, что с ними происходит, где они находятся.
  • «Держитесь, ребята! — мысленно подбадриваю я своих будущих коллег. — Все у вас в конечном счете будет в порядке. Уже при следующем заходе на параболу будет легче, потом еще легче, затем наступит момент, когда никто из вас в невесомости не будет теряться».
  • Приборы показывают, что мы уже переходим с одной ветви на другую, нисходящую, но никаких новых ощущений этот переход не вызывает, — невесомость одинакова и при подъеме, и на вершине, и при спуске.
  • Надо сказать, что вести самолет точно по параболе — дело довольно тонкое: надо точно сохранять курс, то есть не отклоняться ни вправо, ни влево, менять в соответствии с программой угол тангажа (угол наклона самолета к линии горизонта), наконец, надо выдержать по всем точкам кривой заданный график скорости, Точность осуществления всех этих операций такова, что режим невесомости, выраженный в единицах перегрузки, выполняется с отступлениями всего в пять сотых долей от единицы. Чтобы пилотировать самолет с такой точностью, нужно большое мастерство, поэтому подобные полеты поручаются настоящим воздушным асам.
  • ...Мы снижаемся. Проходит секунда, другая, третья, невесомость растворяется, исчезает, а вслед затем вновь начинаются перегрузки. На какой-то момент появляется привычная тяжесть, но ощутить ее никто не успевает: двукратная тяжесть припечатывает каждого там, где она его застала. Это опять-таки ненадолго — самолет переходит в горизонтальный, полет, и все возвращается в свою обычную норму.
  • Если спросить сейчас любого из новичков, сколько времени он провел в невесомости, наверняка ответит: «Минут пять». А продолжалась она всего тридцать секунд...

    НЕВЕСОМОСТЬ — ДЕЛО СЕРЬЕЗНОЕ (Из блокнота Журналиста)

  • Есть многое на свете, друг Гораций,
  • Что и не снилось нашим мудрецам...
  • Вильям Шекспир. Гамлет

    — Почему так много говорят о длительности космических полетов? — спросил однажды Ворчун Космонавта.

  • — Из-за невесомости, — ответил тот.
  • — А разве мы с ней не покончили? — спросил я.
  • — Как это, как это? — подхватил Ворчун. — Мы ведь уже все разобрали: координация движений быстро излаживается, ориентация тоже. Что же еще?
  • — Есть кое-что и еще, — ответил Космонавт. — Для начала сообщу: есть предположение, что собаки переносят невесомость лучше, чем человек.
  • — Ну и что? — разочарованно тянет Ворчун. — Все животные более неприхотливы, чем человек. Они лучше переносят и холод, и голод, и жару, и жажду. А собаки вообще очень живучи. Так что я не вижу здесь ничего удивительного.
  • Я молчу. Мне известна эта манера Космонавта: он подбрасывает вам, казалось бы, малозначительный факт, а потом этот факт разрастается в целую проблему.
  • — Понимаешь, Ворчун, — говорит Космонавт. — Человек — единственное прямостоящее и прямоходящее существо на Земле...
  • Ворчун, который обычно реагирует на новую информацию мгновенно, на этот раз озадачен. По его лицу видно, что он пытается связать воедино эти обрывочные сведения, но безуспешно.
  • Космонавт приходит на помощь:
  • — Сердце человека можно рассматривать как обыкновенный насос, который гонит кровь по некоторой замкнутой кольцевой системе. Причем, заметь, одна часть этого кольца находится выше сердца, а другая — ниже...
  • Я уже начинаю кое-что понимать. Ворчун тоже. Это видно по тому, как он нетерпеливо ерзает в своем кресле.
  • — Почему, ложась спать, ты подкладываешь себе под голову подушку? — спрашивает Космонавт.
  • — Чтобы кровь не приливала к голове...
  • — Верно. Но почему она должна к ней приливать, вот в чем вопрос...
  • — Понял! — откликается Ворчун. — Сердце человека уже привыкло к тому, что к голове кровь гнать труднее, чем к ногам, Когда человек лежит, к голове может поступить больше крови, чем нужно. Чтобы этого не случилось, мы подкладываем под голову подушку...
  • — Так... А в невесомости? — продолжает выстраивать свою цепочку Космонавт.
  • — Тоже понял! — восклицает Ворчун. — Для сердца там что гнать кровь к голове, что к ногам. Но по направлению к верхней части тела оно по привычке применяет большее усилие, поэтому кровь приливает к голове.
  • — Похоже, что так...
  • — Почему такой осторожный ответ? — спрашиваю я.
  • — Потому что причины, по которым нарушается нормальное кровоснабжение головы, до конца еще не поняты.
  • — Бог с ними, с причинами! — говорит Ворчун. — Зато я понял, почему собаки переносят невесомость лучше, чем человек. Ведь у них сердце расположено почти на уровне головы.
  • — Вот как раз пренебрегать причинами-то и нельзя! — говорит Космонавт. — И это — частично — ответ на твой вопрос: почему так много говорится о длительности космических полетов. Если бы причины были абсолютно ясны, тогда легче было бы прогнозировать, к чему это может привести.
  • Я оказался прав: незначительный факт был только кончиком целого клубка, который уже вовсю разматывается.
  • — К сожалению, — продолжал Космонавт, — прилив крови к голове не единственное отклонение от нормальной работы организма в невесомости... Похоже, например, что кровь в невесомости густеет...
  • — А почему?
  • — Можно предположить, что в связи с приливом крови к голове организму кажется, что крови слишком много, и организм в первое время полета уменьшает количество крови, выводя из нее воду.
  • — И как же при этом чувствует себя сердце?
  • — Измерения, проводимые на орбите, показали, что пульс, частота дыхания и давление крови оказываются меньшими, чем на Земле. В этом нет ничего удивительного: невесомую кровь гнать по сосудам легче. Кроме того, ограниченное пространство космического корабля или станции значительно снижает мышечные усилия, а энергия, которая на них затрачивается в невесомости, невелика. В результате сердце работает в облегченном режиме. И тут сразу надо задаться вопросом: полезен этот облегченный режим для сердца или нет?
  • — Я думаю, он всегда вреден, — с уверенностью говорит Ворчун. — Недаром же сейчас люди стремятся «убежать» от инфаркта. Когда человеку приходилось добывать себе пищу дубиной, он был гораздо здоровее.
  • — Не желаешь ли ты возвратиться обратно в пещеру? — спрашиваю я.
  • — В пещеру нет, — серьезно отвечает Ворчун, — а поближе к земле, воде, к лесу — я бы не возражал... Впрочем, все это лирика... У меня вот какая мысль: это расслабленное состояние сердца, наверное, плохо сказывается при возвращении на Землю?
  • — Плохо! — отвечает Космонавт. — Особенно плохо из-за этого переносятся потом перегрузки во время спуска. Для того чтобы не дать сердцу «закиснуть», космонавты занимаются физическими упражнениями — с помощью эспандера, на велоэргометре, на движущейся беговой дорожке. После сна они делают интенсивную зарядку... Причем выполнение всех этих упражнений обязательно наряду со всеми другими работами.
  • — А как сказывается на общем самочувствии загустение крови?
  • — Кровь — это сложная физико-химическая лаборатория, состоящая из многих компонентов, каждый из которых живет, развивается, находится в строгом соответствии с другими компонентами. Изменение состава крови какие-либо непосредственные ощущения не вызывает, но оно может быть опасным.
  • — Какие же еще неприятности ожидают человека в невесомости? — спросил я.
  • — Есть еще неприятности, — ответил Космонавт, — они касаются нашего скелета...
  • — Скелета?! — удивленно восклицает Ворчун. — Час от часу не легче! Что же, скелет становится менее прочным?
  • — Представь себе, ты угадал, — говорит Космонавт.
  • — Бог ты мой! — восклицает Ворчун. — Ничего себе сюрпризики! Что, кости становятся тонкими? И отчего это происходит?
  • — Похоже, что здесь еще раз сказывается рационализм нашего организма. Замечено, что дети в период формирования костного состава едят мел, известку, грызут разные камешки. Они интуитивно стараются насытить свой организм кальцием — основным строительным материалом, придающим костной ткани прочность. В невесомости костный остов испытывает пониженные нагрузки, и та степень прочности, которая была на Земле, оказывается излишней. В результате кальций начинает вымываться из костей.
  • — И до каких пор это происходит? -спрашиваю я. — Ведь если этот процесс будет идти беспрерывно, то в очень длительных полетах кости могут стать мягкими как вата!
  • — Процесс этот идет очень медленно, и пока что дело до «ватности» не доходит. Что будет дальше — при увеличении времени нахождения в невесомости, — этого не знает сейчас никто. А пока что искусственно нагружают позвоночник и ноги с помощью специальных нагрузочных костюмов, и это помогает.
  • — Я думаю, есть все же какой-то предел нахождения в невесомости, — глубокомысленно заключает Ворчун.— Подумать, сколько в ней всяких неприятностей! Здесь и нарушения, связанные с ориентацией и координацией движений, и загустение крови, и изменение костного состава. Нет ведь никаких гарантий, что загадочная невесомость не преподнесет в будущем, при более длительных полетах, еще какие-нибудь сюрпризы, о которых ученые сейчас даже не подозревают. Как же быть дальше?
  • — Что ж, Ворчун, в самых общих чертах ты прав. Мы действительно не знаем, куда нас выведет эта кривая. А ответ на твой вопрос — как быть дальше? — ты скорее всего знаешь сам. Подумай, а я пока чайник поставлю...
  • Космонавт отправляется на кухню, и мы остаемся вдвоем.
  • — Что он имеет в виду? — спрашивает меня Ворчун. — Ума не приложу...
  • — Ты просто забыл, — говорю я. — Двадцать раз об этом читал и забыл.
  • — А-а-а... Ну, конечно, — обрадованно говорит Ворчун. — Искусственная тяжесть!
  • — Искусственная тяжесть... Да-а... — Это вступает в разговор возвратившийся Космонавт. Он снимает с подноса чашки, сахарницу, затем начинает нарезать тонкими ломтиками лимон. — Я ожидал от тебя более оптимистического решения. Посмотри, что получается: от вакуума мы загородились, излучений всячески избегаем. Теперь ты предлагаешь еще избавиться и от невесомости. Спрашивается, зачем тогда летать в космос, если это будут те же условия, что и на Земле? Ну, положим, для того чтобы использовать вакуум и излучения, приборы можно вынести за борт. А невесомость, если ее уничтожить, за бортом уже не найдешь...
  • Космонавт приносит шипящий чайник и начинает колдовать над заваркой. Делает он это не спеша, обстоятельно, как привык делать все в своей жизни. Закончив священный ритуал заварки чая, он наполняет наши чашки.
  • — Прошу, — говорит он. — Напиток богов!
  • Ворчун, высказывая явное пренебрежение к божественному началу, наливает чай в блюдце и задает свой заключительный вопрос:
  • — Теперь-то мы с невесомостью разделались окончательно? — с надеждой спрашивает он.
  • — Почти, — говорит Космонавт.

    ВОПРОСЫ, ВОПРОСЫ... (Размышления Космонавта)

  • Многие вещи непонятны нам не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий.
  • Козьма Прутков. Мысли и афоризмы

    Сегодня у нас был разговор по медико-биологическим проблемам невесомости. Многое было недосказано, многое не уточнено. Хорошо говорить о предмете, когда основные его положения более или менее устоялись. А как быть, когда на многие вопросы нет четких ответов?

  • Биология — наука о живой природе. Она устанавливает различные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях. В частности, она занимается приспособляемостью организма к новым условиям.
  • Основной инструмент биологии — эксперимент на живом организме. Для того чтобы ставить эксперименты, связанные с невесомостью, нужны были надлежащие условия, а этих условий раньше не было. И когда человек проник в космос и от биологии отпочковалось узкоспециальное направление — космическая биология, она, как и космическая медицина, оказалась фактически чистым листом бумаги.
  • С тех пор прошло двадцать лет. Двадцать лет упорных поисков, исследований, экспериментов.
  • Но природа не так-то легко раскрывает свои тайны... Что, к примеру, известно о причинах, вызывающих в невесомости прилив крови к голове? В нашей беседе я привел наиболее распространенную модель явления — она опирается на гидростатику. Кстати, эта модель и наиболее доходчива, потому что укладывается в простейшие механические законы.
  • Но существует и другая, думаю, более верная модель. Есть мнение, что если бы гидростатика была единственной причиной, то через некоторое время все могло бы прийти в норму, так как сердце вполне может приспособиться к новым условиям. Однако, несмотря на то, что человек в невесомости привыкает и перестает замечать этот прилив, сам прилив отнюдь не исчезает, — в этом можно убедиться по чисто внешним признакам лица космонавта.
  • Предполагается, что причиной долго продолжающегося прилива крови к голове в невесомости является большее количество циркулирующей в организме крови. Есть у человека резерв крови, он хранится в так называемых депо. На Земле этот резерв питает кровеносную систему в экстренных случаях потери крови, В невесомости же кровь из депо всплывает, вследствие чего кровеносная система оказывается перенасыщенной, сосуды разбухают, а сказывается это в первую очередь на голове.
  • Окончательный вердикт по этому вопросу специалисты еще не вынесли. Продолжая строить свои гипотезы, они дотошно опрашивают каждого космонавта, возвратившегося с орбиты. Их интересуют и ощущения.
  • Описать эти ощущения непросто. Во время нашей беседы удалось избежать этого вопроса. Но потом мы пошли прогуляться по улицам, и тут Ворчун все же до него добрался.
  • — Хочу, чтобы ты рассказал, каково чувствуется, когда твоя голова, как арбуз водой, напитана кровью?
  • — Понимаешь, Ворчун, — ответил я, — это трудно передать. Ощущаешь, будто голова потяжелела, но это неточное сравнение. Кажется тебе — что-то не так, не по себе как-то, от чего-то хочется избавиться... Наверное, нужен какой-то пример. Вот мы говорили, что человеку без подушки спать неуютно. Но что вы скажете, если у вас отобрать подушку, да еще наклонить кровать так, чтобы голова оказалась ниже ног?
  • — А что, — включился Ворчун, — я очень хорошо это представляю. Думаю, было бы не очень приятно!
  • — Это не совсем так, — сказал я, — неприятно только сначала, а потом привыкаешь...
  • Ворчун отступил. Он понял, что большей ясности ему от меня не добиться.
  • Что же еще было недоговорено-недосказано?
  • Постарался я обойти и вестибулярные расстройства в невесомости. Дело это тоже достаточно путаное. Неизвестно, какие вопросы накидали бы мои друзья, не считаясь с тем, что я не медик и не биолог. Они полагают: раз ты космонавт, то должен знать все, что так или иначе связано с космосом. Это знакомо! Однажды я слышал, как отец говорил своему сыну: «Три года ты учился в техникуме, шесть — в институте, пятнадцать лет работаешь по сложной радиоаппаратуре и не можешь починить мне телевизор! Не понимаю...»
  • Но в общих чертах с вестибулярными расстройствами космонавт, конечно, знаком.
  • Известно, что влияние на человека линейных или угловых ускорений в обычных, земных, условиях может стать причиной неблагоприятных расстройств. С линейными ускорениями мы сталкиваемся довольно часто, например, при увеличении или уменьшении скорости автомобиля. Угловые ускорения возникают при качании на качелях. Если чувствительность вестибулярного аппарата велика, то расстройство проявляется в виде ярко выраженной морской болезни со всеми ее характерными признаками: человек бледнеет, у него выступает холодный пот, начинается головокружение и — как крайний случай — тошнота и рвота. Меняются при этом пульс и частота дыхания.
  • Исследования, проводимые в невесомости, в самолетах-лабораториях и на орбите, показали, что она может приводить к укачиваниям, подобным укачиваниям на Земле.
  • Но опять-таки, как и в случае с приливом крови к голове, все ясно со следствием, но не все ясно с причинами. Взгляды различных специалистов на причины космического укачивания противоречивы. Одни считают, что укачивание является результатом увеличивающейся в условиях невесомости чувствительности полукружных каналов вестибулярного аппарата, другие высказывают мнение, что оно обусловлено изменением характера к степени раздражения отолитового аппарата. Могут быть и иные причины: ведь в невесомости всплывает не только кровь, но и многие органы, что может также вызывать неприятные ощущения.
  • Не лучше дело обстоит и с пониманием причин других биологических отклонений в невесомости. Когда пришлось объяснять причину вымывания из костей кальция и загустения крови, я высказался в том смысле, что из-за пониженных нагрузок организм выводит из костей кальций, а из-за прилива крови к голове выводит из крови воду. Конечно, в таких беседах, как наши, высказывать столь вольные предположения можно. Но что означают слова «организм выводит»? Ведь каждому ясно, что это требует каких-то уточнений!
  • Знакомясь с биологическими отклонениями человеческого организма в невесомости, можно сделать один общий вывод: прилив крови к голове, вымывание из костей кальция и космические укачивания являются достоверными фактами, что касается причин, порождающих эти явления, ученым еще предстоит в них разобраться.
  • Наконец, еще одна тема, которой мы коснулись, — это создание в космосе искусственной тяжести. Давно об этом говорят и пишут. Многие думают, что без искусственной тяжести в конце концов никак не обойтись из-за опасностей, которыми грозит человеку невесомость. Но в каждом новом деле всегда есть и всегда был риск, причем поначалу он бывает, как правило, сильно преувеличен. Вспомним хотя бы рождение автомобиля — тогда говорили, что на нем нельзя будет ездить со скоростью более десяти километров в час, или авиацию, которой предрекали потолок, ограниченный плотными слоями атмосферы, так как выше человеку, дескать, дышать будет нечем. Конечно, невесомость — дело очень серьезное, но ведь и знания наши непрерывно растут! Я лично против искусственной тяжести. Человеческий организм обладает огромными скрытыми резервами. Надо постараться правильно оценить опасности, противопоставить им все возможные защитные средства и вскрыть соответствующие резервы организма. Ведь, кроме отрицательных воздействий, у невесомости есть и масса положительных свойств. Космонавты утверждают, что после адаптации в невесомости легко, хорошо работается. Она дает возможность рационально располагать приборы и оборудование, используя отсутствие «верха» и «низа». В невесомости легко перемещать грузы. Первые же технологические опыты, проведенные на орбите, показали, что в невесомости можно получить ряд материалов, которые никак не могут быть получены в условиях Земли. Достоинства невесомости заключаются также и в части создания ажурных конструкций — и это достоинство трудно переоценить!

    НИКОЛАЙ НОВИКОВ, инженер
    А ЗА ОКНОМ... «ПУРГА»

  • В трехлетней биографии «Салюта-6» было, по крайней мере, два случая, когда мужество и мастерство экипажа спасли станцию от серьезных последствий. И хотя рано было обе эти ситуации относить к критическим, но от их исхода зависела дальнейшая судьба орбитальной станции.
  • Одно из неприятных событий — зацеп десятиметровой антенны космического радиотелескопа КРТ-10. Зацепившаяся антенна лишала «Салют-6» возможности корректировать свою орбиту, и, что самое главное, антенна загораживала грузовой причал для стыковки с транспортными кораблями «Прогресс». Прерывалось снабжение станции с Земли всем необходимым.
  • Чтобы отстыковать зацепившуюся антенну, экипажу третьей длительной экспедиции — Владимиру Ляхову и Валерию Рюмину — в самом конце своего пребывания на орбите пришлось выйти в космос.
  • А в самом начале полета на долю этого же экипажа выпала и еще одна весьма сложная и ответственная операция...
  • — «Протоны», я «Заря». Сегодня по программе передавливание топлива.
  • Так 16 марта 1979 года впервые в космосе началась уникальная операция по ремонту двигательной установки орбитальной станции.
  • Каждый телезритель мог неоднократно наблюдать, как вылитая из сосуда жидкость плавает в кабине космического корабля, стараясь принять форму шара. Если такой шар разрушить, то каждая из его частей через несколько мгновений, словно ежик, свернется в «клубок». Но, соприкоснувшись, жидкостные шарики вновь сливаются в общую массу.
  • Этой необычной картиной мы обязаны силам поверхностного натяжения жидкости, которые в невесомости управляют ее поведением. Именно благодаря поверхностным силам возможно внеземное производство цельных и пустотелых сфер идеального профиля и чистоты, которые, как полагают специалисты, способны совершить чуть ли не революцию в технике.
  • Но если для космического технолога такие фокусы с жидкостью — сущий подарок, то конструктору звездных машин они доставляют немало хлопот. Особенностям поведения жидкости в космосе уделялось самое серьезное внимание еще задолго до первых космических аппаратов с жидкостными двигателями. Сосуды с различными жидкостями запускались на вертикально стартующих ракетах, и на участке последующего свободного падения на них проводились различные замеры. На Земле строились, вышки, с которых сбрасывали контейнеры с компонентами топлива, напичканные множеством датчиков.
  • Как будет вести себя топливо в неполном баке космического корабля, где, помимо жидкой, есть еще и газообразная фаза. С самого начала было ясно, что четкой границы раздела между жидкостью и газом в невесомости не будет. И еще — многое будет определяться тем, смачивает ли жидкость стенки сосуда или она скатывается с них как «с гуся вода». В самом деле, обыкновенная вода прекрасно смачивает ткань, дерево, металл, бумагу, но не смачивает парафина, закопченной или жирной поверхности (взять хотя бы того же гуся).
  • Очевидно, что в первом случае вследствие сил поверхностного натяжения топливо каким-то образом распределится по стенкам бака космического корабля а внутри его будут плавать газовые пузырьки. В другом случае наоборот: по всему объему бака в газовой среде будут парить отдельные скопления жидкости, стараясь принять сферическую форму.
  • Какому же из этих двух случаев отдать предпочтение при проектировании топливной системы космического аппарата? Ответ однозначный: ни тому, ни другому. Потому что попадание газового пузыря в топливную магистраль приведет к увеличению гидравлического сопротивления магистралей, а следовательно, и изменит режим подачи топлива. Дойдя до камеры сгорания, такой пузырь изменит и режим горения топлива или вовсе выключит двигательную установку, момент включения и продолжительность работы которой рассчитывается с точностью до долей секунды. А как вообще подавать топливо в камеру сгорания, если его компоненты попросту «гуляют» внутри топливных баков? Можно, конечно, перед включением двигателя создать на борту аппарата небольшую искусственную силу тяжести (включая, например, газовые микродвигатели) и таким образом как бы прижать жидкость к заборникам топлива. Но такой способ усложнит систему управления космическим аппаратом, снизит его надежность.
  • Выход из создавшегося положения напрашивается сам собой: не допускать смешения жидкой и газовой фаз в топливном баке. А еще лучше — полностью изолировать их друг от друга. И конструкторы нашли решения, ставшие со временем классическими. Вот простейшие из них. Топливный бак сферической формы перегораживается пополам эластичной мембраной. Одна из образовавшихся полостей отводится жидкости, вторая газу. При заправке космического аппарата на Земле за счет избыточного давления жидкости мембрана отжимается к противоположной стенке сосуда, и топливо, таким образом, заполняет все пространство бака. Если теперь в другую полость бака подать под некоторым давлением какой-либо газ, то, воздействуя на мембрану, как на поршень, газ начнет выталкивать топливо в двигательную установку вплоть до полного опорожнения бака. Просто и изящно.
  • Но практика показала, что одной только изящной конструкции для полного благополучия мало. Дело в том, что топливный компонент (как и любая другая жидкость), где бы он ни хранился, всегда содержит какое-то количество растворенного в нем газа и тем большее, чем выше было давление в сосуде, в котором компонент хранился. На участках топливной магистрали с пониженным давлением газ (в полном соответствии с законами физики) будет выделяться из компонента и образовывать те же самые пузыри, от которых мы только что так старательно избавлялись.
  • Предвидя такую возможность, конструкторы стараются снизить концентрацию газов в топливных компонентах еще на Земле, перед заправкой баков космического аппарата. Простейший способ удаления из жидкости растворенных в ней газов — вакуумирование пространства над жидкостью. Таким путем можно обработать, например, воду перед заполнением системы отопления жилого дома, чтобы внутренние стенки трубопроводов меньше корродировали в процессе эксплуатации системы. В компонентах же ракетных топлив вакуумирование неприменимо по той причине, что практически все они жидкости сложные, и их вакуумирование приведет к интенсивному испарению наиболее летучих фракций, а следовательно, к изменению состава и химических свойств топлива.
  • Но ученые нашли выход. Для удаления составляющих воздуха — азота и кислорода — они применили гелий, малорастворимый в жидкости газ. Операции такого типа получили название деаэрации.
  • Способов деаэрации жидкостей множество. Можно, например, через отверстия на дне специального сосуда (деаэратора), в котором находится топливо, подавать гелий. Проходя через толщу жидкости, пузырьки гелия будут частично растворяться в жидкости сами и одновременно насыщаться выделяющимся из жидкости воздухом. Накопившаяся в газовом пространстве воздушно-гелиевая смесь удаляется из деаэратора.
  • Еще одна причина попадания газа в топливный бак космического корабля — наличие воздуха в топливных магистралях, соединяющих заправщик с баками корабля на технической позиции космодрома. Чтобы этого не произошло, все заправочные магистрали (так же, как и сами баки) перед заправкой тщательно вакуумируются.
  • Очень тщательно защищают конструкторы топливный тракт космических аппаратов от попаданий газа. К непонятным последствиям может привести смешение жидкой и газовой фаз в топливной системе корабля. Из-за такого смешения сложилась довольно сложная ситуация на борту орбитальной станции «Салют-6».
  • Напомним, что наряду с другими новшествами, позволяющими отнести «Салют-6» к разряду орбитальных станций второго поколения, на нем впервые применена так называемая объединенная двигательная установка. Что это такое?
  • Известно, что каждый космический аппарат совершает различные маневры на орбите. Это изменение траектории полета — коррекция орбиты аппарата (перемещение центра масс), ориентация его в пространстве при выборе объектов наблюдения (вращение вокруг центра масс), стабилизация аппарата в заданном положении в течение необходимого для наблюдений времени. Для выполнения всех этих маневров обычно служит целая серия больших и малых двигателей. Каждая группа двигателей — коррекции, ориентации, стабилизации — имеет свою, независимую от других топливную систему. Причем конструкции этих систем в зависимости от обслуживаемого ими двигателя самые разные. Тут и двухкомпонентные топливные системы, использующие разные пары топлив (горючее плюс окислитель), и системы с однокомпонентным топливом (перекисью водорода), и пневматические системы (использующие сжатый газ). Такое разнообразие усложняет и сам космический аппарат, и его обслуживание в космосе и на Земле. Сколько надо было бы иметь всевозможных бачков, баков, различных трубопроводов на грузовом корабле «Прогресс», чтобы обеспечить заправку орбитальной станции «Салют-6»? Какое множество агрегатов должно быть на технической позиции космодрома при подготовке станции к запуску?.. Кроме того, в процессе длительной эксплуатации космического аппарата с автономными двигательными установками всегда есть реальная возможность перерасхода топлива отдельными системами. Тогда, например, может случиться такая ситуация: из-за отсутствия топлива в системе ориентации исправный аппарат не сможет совершить запланированной коррекции, хотя корректирующая установка и имеет необходимое для этого количество топлива. Ведь перед коррекцией орбиты необходимо сориентировать станцию.
  • Создатели «Салюта-6» объединили топливные системы функционально различных двигательных групп в одну. Отсюда и ее название — объединенная двигательная установка (ОДУ), в обиходе конструкторы часто называют ее «одуванчиком». Два двигателя коррекции по 300 килограммов тяги каждый и около трех десятков малых двигателей (причаливания и ориентации) по 14 килограммов тяги работают на одной и той же паре компонентов: несимметричный диметилгидразин (горючее) и азотный тетраксид (окислитель).
  • На «Салюте-6» имеется три бака с горючим и столько же с окислителем. Все шесть баков конструктивно аналогичны. К одной из крышек цилиндрического бака герметично приварена эластичная разделительная мембрана в форме сильфона (гармошки). Во внутренней полости сильфона располагается топливный компонент — горючее или окислитель. В другую полость бака (над сильфоном) от баллонов высокого давления через редуктор (понижающий давление примерно с 200 до 20 атмосфер) подается газообразный азот. Создавая давление на сильфон, азот постоянно старается вытолкнуть топливо в двигательный тракт. А поскольку несимметричный диметилгидразин и азотный тетраксид — это самовоспламеняющаяся топливная пара, то для включения двигателя остается лишь открыть необходимые клапаны на топливных магистралях.
  • При дозаправке станции на орбите давление азота в газовой полости топливного бака будет препятствовать заполнению сильфона топливом. Поэтому перед дозаправкой азот удаляется из баков, но при этом его не выпускают за борт станции, а возвращают обратно в баллоны высокого давления. Перекачка азота выполняется довольно мощным по космическим меркам компрессором (1 киловатт). И хотя мощность солнечных батарей «Салюта-6» достигает четырех киловатт, такие значительные энергозатраты растягивают операцию по перекачке азота на несколько суток.
  • А теперь о сути возникших на борту «Салюта-6» осложнений. В конце работы второй основной экспедиции в составе В. Коваленка и А. Иванченкова были замечены отклонения параметров азотной системы наддува топливных баков ОДУ. Двигательная установка «Салюта-6» по-прежнему справлялась со своими обязанностями, однако поведение системы наддува не могло не насторожить специалистов.
  • Всесторонний анализ поведения ОДУ в различных режимах ее работы показал, что в одном из баков горючего нарушена герметичность разделительного сильфона. А это значит, что жидкое горючее и выдавливающий его газообразный азот в этом баке перемешались. Возникла целая цепочка проблем. Во-первых, поврежденный сильфон уже не мог быть «посредником» при подаче горючего к двигателям: азот будет попросту проникать через образовавшуюся дыру во внутреннюю полость сильфона, не создавая необходимого для подачи горючего давления на сильфон. Во-вторых, попадание пузырьков газа в двигательный тракт не сулило ничего хорошего. В-третьих, проникновение агрессивного горючего или его паров в газовую часть топливной системы могло повлечь за собой повреждение всей системы наддува. Дело в том, что элементы этой системы (клапаны, редукторы, компрессор и т. д.) рассчитаны на работу в нейтральной (азотной) среде, но никак не в среде несимметричного диметилгидразина. ОДУ может полностью выйти из строя, и полет придется прекратить. И наконец, в-четвертых, превратившись в эмульсию, становилось непригодным к использованию более 200 килограммов уже доставленного на орбиту горючего. Поломать голову было над чем.
  • За время многомесячного беспилотного полета «Салюта-6» между второй и третьей экспедициями создатели двигательной установки придумали, как выйти из создавшегося положения. Промоделировали состояние ОДУ. На специальных наземных стендах отработали все детали предстоящей операции, спрогнозировали и в пределах возможного проверили поведение топливной системы при ее ремонте в невесомости. Цель предстоящих работ — избавиться от пузырьков газа в горючем в неисправном баке, затем перекачать очищенное топливо в исправные баки станции и отключить бак с поврежденным сильфоном от двигательной системы.
  • Разветвленная система трубопроводов ОДУ позволяет пользоваться любым из трех баков при включениях двигательной установки, перекачивать горючее из одного бака в другой, а также -отключить любой из баков от участия в дальнейшей работе.
  • 14 марта 1979 года к «Салюту-6», на борту которого уже в течение трех недель работали Владимир Ляхов и Валерий Рюмин, пристыковался очередной грузовик «Прогресс-5». Вместе с многочисленными грузами для дальнейшей работы на станции «Прогресс-5» доставил 170 килограммов окислителя и... О килограммов горючего. Эти пустые баки «Прогресса» были необходимы для предстоящих работ с объединенной двигательной установкой.
  • Исполнение работ с ОДУ было решено поручить экипажу. И для этого были веские причины. Несмотря на огромную скорость распространения радиоволи, от исполнения команды на борту станции до появления «картинки» с результатами на пульте наземного оператора может пройти несколько секунд. Они расходуются на прием информации из космоса, ее обработку с помощью ЭВМ, преобразование и отображение информации в удобном для восприятия виде на мониторе. Поэтому, учитывая быстротечность операций с ОДУ, Земля решила выступить в роли консультанта экипажа. Тем более что никакой опасности для экипажа проведение работ с ОДУ не представляло: все ее элементы, включая и трубопроводы, располагаются вне герметичных отсеков станции.
  • Готовясь к своему полету, В. Ляхов и В. Рюмин отрепетировали свои действия на специальных стендах и макете ОДУ, прихватили с собой в полет необходимую техническую документацию. И вот утром 16 марта они у пульта управления системами ОДУ в рабочем отсеке «Салюта-6». Отсюда нажатием кнопок они могут открыть или, наоборот, закрыть любой из клапанов, а размещенная здесь же пневмогидравлическая схема топливной системы «Салюта» и «Прогресса» с помощью сигнализации позволяет видеть состояние системы в целом.
  • Чтобы полностью исключить попадание азота в двигательный тракт, было решено чистое горючее, содержащееся в двух исправных баках, разместить в одном из них, а в освободившийся бак перекачать горючее из неисправного. Таким образом, даже в случае неудачи на борту «Салюта-6» оставался один бак с чистым горючим.
  • Выполнив необходимые для этого операции, Владимир и Валерий освободили один из баков от горючего, а затем с помощью компрессорной установки откачали азот из его газовой полости. Все готово к основной процедуре. Теперь дело за сепарацией.
  • Продольные оси топливных баков ОДУ на «Салюте-6» совпадают с продольной осью станции. Именно это обстоятельство существенно облегчило задачу разделения газовой и жидкой фаз в неисправном баке горючего. Сориентировав комплекс «Союз-32» — «Салют-6» — «Прогресс-5» панелями солнечных батарей станции на Солнце, космонавты раскрутили комплекс вокруг поперечной оси со скоростью 3 градуса в секунду. Возникшие вследствие вращения центробежные силы прижали тяжелое горючее к заборному патрубку, а содержащиеся в жидкости газовые пузырьки стали «всплывать» в сторону оси вращения. «Сепаратор» заработал. На борту! «Салюта-6» происходило то же самое, что и в любом наземном сепараторе, использующем центробежные силы или отстойнике, использующем обычную силу земного тяготения и различие в удельных весах разделяемых компонентов смеси.
  • — Здорово крутится! — Это голос Владимира Ляхова. — Тут медики просили фиксировать ощущения: так вот, ничего не ощущаем, слишком мала гравитация, сотые доли...
  • Однако для специалистов на Земле и этих «сотых долей» было достаточно для полной уверенности в том, что выдавливание горючего из неисправного бака уже не приведет к попаданию азота в топливную магистраль. А роль разделительной мембраны будет играть «зеркало» отсепарированиого горючего.
  • — Включаем! Контролируйте давление! — слышно с орбиты.
  • Для контроля так называемой сплошности перекачиваемой жидкости (то есть отсутствия в ней газовых пузырьков) достаточно простого датчика давления, установленного в трубопроводе. При попадании газа в магистраль возрастет гидравлическое сопротивление потоку, а следовательно, и давление в магистрали. На это немедленно отреагирует датчик давления. Но такой постфактумный контроль не может упредить проникновение газа. Для полной гарантии решено было перекачать не все отсепарированное горючее, а лишь большую часть его (около 150 килограммов), что и выполнили В. Ляхов и В. Рюмин.
  • Остальное содержимое неисправного бака с негарантированной чистотой горючего можно было просто выбросить в открытый космос. Однако высокая агрессивность несимметричного диметилгидразина (который двигался бы вместе со станцией по орбите) могла привести к повреждению внешних элементов станции {тепловой изоляции, антенн, телевизионных камер), ухудшить оптические свойства иллюминаторов... Вот здесь-то и пригодились пустые топливные баки «Прогресса-5». В них и были слиты остатки топлива.
  • Главная часть «операции ОДУ» на этом заканчивалась. Но оставалась другая, не менее важная — освободить азотные магистрали вытеснительной системы и полости поврежденного бака от остатков горючего и его паров. Экипаж «Салюта-6» открыл соответствующие клапаны, и парогазовая смесь вырвалась в открытый космос. Резкое снижение давления примерно с 20 атмосфер до космического вакуума привело к понижению температуры выбрасываемой за борт смеси. Пары горючего мгновенно конденсировались и замерзали. Образовались рыжеватые хлопья, о чем космонавты, наблюдавшие за происходящим в иллюминатор, с восторгом доложили Земле.
  • — Наблюдаем выброс! Похоже на пургу зимой. Только снежинки бурые. Красота!
  • Однако просто выпуск в космос содержимого азотных магистралей полностью проблемы не решал. Наземные испытания показали, что подверженный длительному воздействию несимметричного диметилгидразина металл не сразу «отдает» поглощенное поверхностью горючее. Поэтому освобожденные от паров горючего пневмомагистрали были продуты сжатым азотом и оставлены на семь суток открытыми в космосе.
  • — Хорошо поработали, «Протоны»! — На связи с экипажем руководитель полета А. С. Елисеев. — С открытыми клапанами летать будем неделю. А затем продувка.
  • 23 марта 1979 года была выполнена повторная продувка магистралей и поврежденного бака сжатым азотом. И наконец 27 марта после очередной продувки и космического вакуумирования поврежденный бак был заполнен сжатым азотом и отключен от топливной системы. Дальнейшая работа двигательной установки «Салюта-6» обеспечивалась горючим из двух исправных баков.
  • Так на околоземной орбите закончилась необычная профилактика одной из жизненно важных систем орбитальной станции. Благодаря ей «Салют-6» продолжал свою космическую вахту. Конечно, топливная система станции находится под особым наблюдением специалистов. И даже в наземный двойник двигательной установки была введена такая же неисправность. Этот двойник всегда «сопровождает» работу своего салютовского собрата, правда, с некоторым опережением графика... чтобы встретить любую неожиданность во всеоружии.

    Космос: факты, догадки, открытия

    ВЕСЫ... В НЕВЕСОМОСТИ

  • На борту «Салюта-6» установлен оригинальный прибор — космические «весы», а точнее, массметр. Он создан в специальном конструкторско-технологическом бюро «Биофизприбор» в Ленинграде.
  • Невесомость вызывает большие изменения в работе организма человека, в частности, перераспределяются потоки крови и лимфы, основу которых составляет вода. Даже десятипроцентная потеря воды далеко не безопасна для человека, поэтому во время полета необходимо тщательно следить за изменением веса космонавтов.
  • На Земле вес и масса почти эквивалентны, и определить массу не представляет труда. А для космоса земные весы — одно из древнейших изобретений человечества — не подходят. Пришлось изобрести новые космические «весы». Все в новой установке довольно необычно. Своеобразна и поза, которую принимает космонавт при взвешивании. Он полулежит на платформе, которая крепится на пружинных растяжках. Для его рук и ног предусмотрены рукоятки и подножки. Плотно оперевшись на них, нужно придать телу по возможности более жесткое положение. Нажат спусковой крючок — и система начинает колебательные движения вокруг своей продольной оси. Частота колебаний такой системы строго определенным образом зависит от веса космонавта. Покачавшись так полминуты, он без труда определит свой вес.

    КОСМИЧЕСКИЙ ПЫЛЕСОС

  • Пыль вездесуща, она проникает отовсюду... и даже из космоса. Достаточно сказать, что в атмосфере нашей планеты содержится около 2 миллионов тонн метеоритной пыли. Около 40 тысяч тонн ее оседает ежегодно на Землю, что составляет примерно 100 тонн в сутки. Некоторые ученые считают, что эти данные занижены, по крайней мере, раз в десять. Но прирост «земной талии» за счет космической пыли невелик — всего один миллиметр за тридцать миллионов лет, так что домохозяйкам она хлопот не доставляет.
  • В исключительно редких случаях бывают и «единовременные прибавки» земной массы. Например, знаменитый Аризонский кратер в Америке диаметром 1207 метров и глубиной 174 метра «вырыт» метеоритом массой в один миллион тонн.
  • Не только метеориты — эти осколки астероидов — служат источником пыли, но и так называемые вымершие кометы, орбиты которых оплели вокруг Солнца гигантский клубок, простирающийся почти на половину расстояния до ближайших звезд. «Маршруты» комет непостоянны — сказывается возмущающее влияние звезд. Порой они появляются в окрестности Солнца. И тогда древнейшие льды, образующие ядро кометы, начинают испаряться. Образуются скопления мельчайших частиц, которые иногда пересекают земную орбиту.
  • Природа любит чистоту. «Космическую уборку» мельчайших частиц выполняет Солнце — своеобразный природный пылесос. По терминологии ученых — это эффект Пойтинга — Робертсона.
  • Вот как объясняет его работу доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией Института космических исследований АН СССР Л. Ксанфомалити: «Солнечный свет, падающий на частицу, приносит некоторую массу. Прирост массы частицы замедляет ее скорость в орбитальном направлении. Небольшие запасы кинетической энергии маленькой частицы постепенно исчерпываются, и она по спирали опускается на Солнце. Силикатная частица диаметром два микрона, находящаяся на расстоянии орбиты Земли, достигнет Солнца всего за 1,5-2 тысячи лет».
  • К сожалению, солнечный «пылесос» не очищает космос от метеоритов. Поэтому с ними приходится считаться при проектировании и запусках космических аппаратов. Не исключена возможность повреждения метеоритами искусственных спутников и межпланетных автоматических станций. Во время одного из своих орбитальных полетов наблюдал несущийся метеорит летчик-космонавт Владимир Шаталов. Конечно, «рандеву» с крупным метеоритом в космическом океане большая редкость. А вот мелкие частицы довольно часто бомбардируют обшивку космического корабля. Было подсчитано, что за сто витков орбитальная станция «Салют» испытывает от 100 до 200 ударов микрометеоритов. Их размеры, правда, очень малы, но из-за больших скоростей пренебрегать такими ударами нельзя. Поэтому «Салюты» защищены от микрометеоритов специальными экранами.
  • Особенно часто космические аппараты сигнализируют о встрече с микрочастицами, когда земной путь пересекают мощные метеорные потоки, такие, как Персеид, Драконид, Леонид. Эти «звездопады», видимые с Земли невооруженным глазом, научились предсказывать еще древние астрономы.
  • Не за горами и то время, когда число космических аппаратов в околоземном пространстве превысит несколько тысяч. Тогда вероятность столкновения корабля с метеоритом станет не такой уж малой. Возможно, придется объявлять даже «нелетную погоду» в дни приближения метеорных потоков. На открытие новых звездных магистралей надо будет получать «добро» метеорных «синоптиков» космоса.
  • Но даже если произошло столкновение с метеоритом, катастрофа ли это? Расчеты и эксперименты показали, что через отверстие размером с булавочную головку из орбитальной станции типа «Салют» воздух будет вытекать в течение целых суток, а через карандашное отверстие не менее полутора часов. Времени для принятия мер достаточно. Можно надеть скафандры, пересесть в состыкованный корабль, заделать отверстие специальным пластырем или в самом крайнем случае обратиться за помощью к соседнему космическому экипажу.
  • Во многом проблема метеоритной безопасности космического полета напоминает земную проблему «взаимоотношений» самолетов и птиц. (В настоящее время, чтобы предотвратить столкновение самолетов с птицами, авиационные орнитологи самым серьезным образом исследуют маршруты пернатых, их повадки, места гнездовий... Изучают и радиолокационные «портреты» пернатых, чтобы помочь летчикам избежать подчас опасного соседства.)
  • Метеориты — это своеобразные птицы космоса. Чтобы полностью обезопасить экипаж звездного корабля даже от редких встреч с большими метеоритами, предстоит глубже познать законы звездных просторов.

    «БОЛЬШАЯ ХОРДА»

  • Не так давно с помощью геостационарных искусственных спутников Земли было установлено, что земной экватор не окружность, а гораздо более сложная кривая. Факт вроде бы незначительный, но он говорит о том, что размеры и форму нашей планеты мы знаем еще довольно приблизительно.
  • «Большая хорда» — так называется международная программа экспериментов по уточнению размеров и формы земного шара. Чтобы провести точные измерения по этой программе, нужна разветвленная сеть измерительных станций, далеко разнесенных по поверхности нашей планеты.
  • ...Измерительная «хорда» получилась действительно большой, чуть поменьше земного диаметра. Один ее конец — станция на Шпицбергене, другой — в Антарктиде, в поселке Мирный.
  • А справа и слева от воображаемой хорды, пронизывающей толщу нашей Земли, разбросаны измерительные станции — Рига, Звенигород, Симеиз, Амстердам, Хелуан, Мали...
  • Экспериментальная станция по наблюдениям за искусственными спутниками Земли Астросовета АН СССР в старинном русском городе Звенигороде — участница «Большой хорды». Станция — обладательница точнейшего прибора — лазерного дальномера «Интеркосмос». Установка и оптика сделаны в нашей стране, рубиновый кристалл и охлаждение — в Чехословакии, временной счетчик — в Венгрии и Польше...
  • На смену телескопам с фотокамерами пришли лидары — лазерные дальномеры. С помощью лидаров можно измерить расстояние до спутника, летящего за многие тысячи километров, с точностью до одного метра. Кстати, на борту «Салюта-6» наши космонавты В. Рюмин и Л. Попов тоже проводили некоторые эксперименты по уточнению размеров и формы Земли.
  • Но не только эти данные интересуют ученых. Лик нашей планеты довольно подвижен. Блуждают Северный и Южный полюса (полагают, что только за последние 3,6 миллиона лет Земля переворачивала свои магнитные полюса девять раз). «Гуляет» наклон земной оси, дрейфуют материки, меняется плотность атмосферы, гравитационное поле планеты...
  • Знать эти изменения важно для многих наук, в том числе и для космонавтики. Наглядный тому пример — история со спутником «Эхо». Ученые не учли эти геодинамические эффекты, и спутник, вместо того чтобы в «плановом порядке» сгореть в атмосфере Земли через два года, преспокойно крутился еще восемь лет.
  • Эти исследования подвижности лика земного проводятся по международной программе «Динамика», которая включена в работу секции «Космическая физика» программы «Интеркосмос».
  • Чтобы познать законы, которые управляют нашей земной оболочкой, необходим огромный объем наблюдений. А это значит годы напряженной работы. Лидар «Интеркосмос» в Звенигороде постоянно несет свою научную вахту.

    ПЛАНЕТЫ ВОКРУГ ПУЛЬСАРОВ? (Исследования польских астрофизиков)

  • В 1968 году радиоастрономы из Кембриджа объявили об открытии пульсаров — крошечных объектов, излучающих радиоимпульсы, повторяющиеся с завидным постоянством, которое соперничает с точностью самых лучших хронометров на Земле. Эти странные сигналы были обнаружены летом 1967 года английским исследователем Энтони Хьюишем. Более полугода открытие держалось в секрете — трудно было найти естественное объяснение неизвестным сигналам. Что за фантастические часы, которые окрестили пульсарами, обнаружены во вселенной? Не обошлось, конечно, и без гипотез об инопланетянах — «маленьких зеленых человечках».
  • Другие гипотезы были чуть менее фантастичными, чем предположения о сигналах внеземной цивилизации. Но одна из них, гипотеза о том, что пульсар быстро вращающаяся нейтронная звезда, подтвердилась и получила признание.
  • Вещество нейтронной звезды состоит из одних плотно упакованных нейтронов. Гравитационными силами огромная масса, равная или превышающая массу нашего Солнца, сжата в «комочек» диаметром десять километров. Нейтронные звезды — это первые и пока единственные из известных нам объектов во вселенной, содержащие в огромных количествах вещество из одних ядер. Нейтронную звезду можно сравнить со стремительно вращающимся, очень горячим и очень плотным волчком. Как и у волчка, вращение заезды постепенно замедляется. Энергия вращения пульсара тратится на излучение радиоволн и частиц. Поэтому и период сигналов, излучаемых синхронно с вращением нейтронной звезды, становится все длиннее.
  • Недавно польские астрофизики М. Демьянски и М. Прожиньски исследовали изменение периода радиосигналов от пульсара PSR0329+54 на протяжении восьми лет. Они обнаружили, помимо плавного удлинения такта импульсов, характерные его «качания». Период следования импульсов пульсара то увеличивался, то уменьшался. Эта «качка» подчинялась закону «синусоиды» с трехгодовым циклом.
  • Польские ученые высказали гипотезу, что колебания периода следования импульсов вызваны спутником пульсара. Предполагаемые размеры и орбита спутника напоминают марсианскую.
  • Они обнаружили такой же эффект еще у пятнадцати пульсаров. Только спутники-планеты у них побольше — такие, как Сатурн.
  • Чтобы окончательно ответить на вопрос: есть ли у них планеты-спутники, эти пульсары будут находиться в течение многих лет под постоянным наблюдением ученых.

    КОГДА-ТО НЕ БЫЛО ЛУНЫ...

  • ...Луна пока остается загадочным небесным телом, мы можем лишь предполагать, как она возникла и как изменялась на протяжении миллионов и миллионов лет. Предполагают, что Луна отделилась от нашей планеты в результате давней космической катастрофы или под действием могучих приливных сил. Согласно другой гипотезе Луна и Земля родились из газового облака как двойная планета, как близнецы, ставшие вскоре непохожими друг на друга вследствие существенного различия их масс. Некоторые ученые считают, что Луна была пленена гравитационным полем Земли, превратившись в спутник.
  • Но даже среди сторонников каждой из этих гипотез нет единства. Существует мнение, что Луна не всегда была компактным телом — первозданная Луна якобы состояла из нескольких огромных глыб, которые затем объединились, слиплись.
  • На основе накопленных уже данных можно предполагать, что Луна прошла в своем развитии несколько основных фаз. Во время первой, догеологической, фазы Луна, по-видимому, подвергалась сильной бомбардировке: на ее поверхность выпал своеобразный космический дождь — осколки, захватываемые ее полем тяготения. Этот «первичный» материал продолжал активно формировать тело нашего спутника. Именно ему обязаны своим появлением так называемые поверхностные структуры ударного происхождения.
  • Затем наступила магматическая, вулканическая фаза: накопившееся в недрах Луны радиоактивное тепло вызвало излияния расплавленного базальта. Так возникли обширные моря (вскоре застывшие). Происхождение самых обширных равнин пока неясно.
  • Наконец, третья фаза (называемая иногда экзогенной) вступила в свои права тогда, когда основной поток радиоактивного тепла иссяк. Свет, частицы больших энергий, метеоры продолжали работать, изменяя лик Луны.

    АЛЮМИНИЙ — ЗЕМНОЙ И ЛУННЫЙ

  • Пожалуй, нет для нас металла привычнее, чем алюминий. От ложки в столовой до самолета в небе — это все он, белым, легкий металл.
  • Получают его из бокситов — алюминиевой руды. А вот чистый, самородный алюминий встречается очень редко, гораздо реже, чем, например, самородное золото...
  • На Земле редко, а на Луне... Там уже были найдены частицы железа, меди, никеля, цинка. И вот снова открытие. Советские ученые обнаружили в пробе, взятой автоматической станцией «Луна-20», самородный алюминий!
  • В чем дело? А в том, что алюминий — активный металл. На Земле он вступает в реакцию с кислородом воздуха и сейчас же окисляется.
  • А на Луне практически нет свободного кислорода. Поэтому сохранению чистого алюминия там ничто не мешает.

    ПАРНИК ПО-МАРСИАНСКИ

  • Наша планета похожа на гигантскую теплицу-парник. Это подметил еще в конце прошлого века шведский ученый Сванте Аррениус. Роль парникового стекла выполняет земная атмосфера, а точнее, содержащиеся в ней углекислый газ и водяные пары.
  • Как и обычное стекло в парнике, атмосфера прозрачна для видимого света. Солнечные лучи поглощаются земной поверхностью и нагревают ее, а нагретая Земля излучает уже тепловые лучи. Углекислый газ и водяные пары атмосферы, как стекло в парнике, задерживают излучаемое Землей тепло. За счет этого происходит повышение температуры окружающего воздуха до тех пор, пока не установится динамическое равновесие. В этом суть атмосферного «парникового эффекта». Он играет заметную роль в климатических изменениях. Например, в прошлые геологические эпохи в Гренландии была пышная растительность. Ученые предполагают, что отчасти такой мягкий климат был следствием повышенной активности вулканов, выбрасывавших в атмосферу углекислый газ.
  • М. В. Ломоносов более двух столетий назад обнаружил у Венеры «знатную» атмосферу. Советские автоматические межпланетные станции измерили температуру на поверхности планеты и на различных высотах.
  • Невероятно жарко оказалось на Венере — 500°. Давление тоже огромное — около 100 атмосфер. Привычная для нас земная жизнь в таких условиях невозможна. Правда, в принципе нельзя исключить существование живых форм на основе кремнийорганических соединений.
  • Ученые объясняют столь высокую температуру Венеры «парниковым эффектом», Ее атмосфера менее прозрачна для тепловых лучей, чем земная, а потому динамическое равновесие установилось там при столь высокой температуре.
  • А вот на Марсе все наоборот. В его даже спокойной атмосфере много пыли. А уж когда поднимается мощная пылевая буря, то слой пыли полностью обволакивает планету. Когда в декабре 1971 года советские межпланетные автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» вышли на околомарсианские орбиты, над планетой бушевала пылевая буря. Три месяца Марс был закрыт плотными облаками пыли.
  • Было подсчитано, что в бурю в разреженной марсианской атмосфере циркулирует более одного миллиарда тонн пыли. Эти бури пока еще загадка планеты.
  • Марсианские пылевые облака слабопрозрачны для приходящего солнечного света, зато хорошо пропускают инфракрасные тепловые лучи, излучаемые планетой. Марс выхолаживается. Ученые назвали такое явление «антипарниковым эффектом». Возможно, что голубые облака, порой наблюдаемые над Марсом, состоят из кристаллов замерзшей углекислоты.
  • Очень холодно на Марсе. Даже атмосфера замерзает.

    БЫСТРО И ДЕШЕВО

  • С помощью автоматических летательных аппаратов «Янтарь» советские ученые исследовали возможность использования электро-реактивных плазменно-ионных двигателей для управляемых полетов в стратосфере.
  • Результаты экспериментов оказались обнадеживающими. Была достигнута небывало высокая скорость газовой реактивной струи— 120 километров в секунду, и притом на бесплатном азоте, самом распространенном газе атмосферы.
  • Эти эксперименты доказали реальную возможность использовать плазменно-ионные двигатели на азоте для создания воздушного транспорта будущего. Для работы подобного двигателя не нужно брать с Земли ни горючего, ни окислителя. Достаточно только доставить в ионосферу на высоту около 100 км летательный аппарат с таким двигателем и придать ему первоначальное ускорение, а дальше для полета необходим только атмосферный азот. Излишне говорить о значении этих опытов для сверхскоростной и сверхвысотной авиации будущего.
  • Плазменно-ионные электрореактивные двигатели перспективны и для космоса. Правда, в отличие от атмосферных полетов в космос все-таки придется брать горючее и окислитель. Но зато такие моторы благодаря высокой скорости истечения реактивной струи в 20-50 раз экономичнее обычного реактивного двигателя. На космических аппаратах «Зонд-2» и «Зонд-3» успешно применялись плазменно-ионные двигатели для ориентации и стабилизации. Возможно, они станут основной движущей силой больших межпланетных кораблей будущего.

    МЕДВЕДИ И КОСМОНАВТИКА

  • Что может быть общего между медведем и космонавтикой? Оказывается, их повадки интересны для тех, кто уже сейчас начинает думать о сверхдлительных космических полетах, может быть, даже межзвездных. Ведь медведь спит три-пять месяцев в году, а это, возможно, придется делать и космонавтам.
  • Медиков очень интересует тот факт, что в течение всего времени спячки такое большое животное, к тому же млекопитающее, не нуждается ни в пище, ни в воде, а продукты его жизнедеятельности выводятся из организма.
  • По мнению доктора Ральфа Нельсона, уже десять лет изучающего жизнь черных медведей Североамериканского континента, в период спячки они используют белок, накопленный в организме, а их почки не вырабатывают мочи. Небольшое ее количество поглощается кровью, и никакой опасности для организма не возникает. Даже просыпаясь, медведи еще не имеют большого аппетита и «раскачиваются» недели две. Но зато потом... Ведь надо «накопить» запасы белка на зиму, поэтому они едят не менее двадцати часов в сутки! Калорийность их суточного рациона необычайно велика. Она достигает 20 тысяч калорий.
  • Пристальный интерес к этим уникальным фактам из медвежьего «быта» проявляет и «земная» медицина. Спячка черного медведя может служить моделью для подбора диеты при хронической почечной недостаточности. К концу этого процесса в организме животного отсутствуют обычные конечные продукты распада белка, а концентрация в крови аминокислот, белка, мочевины, мочевой кислоты и аммония остается неизменной в течение всей зимы. Азот в кишечнике не накопляется.

    МЕТЕОРИТ — ПРАРОДИТЕЛЬ КОМЕТЫ?

  • До сих пор не до конца решен вопрос о происхождении комет — необычных небесных тел.
  • Интересную гипотезу выдвинул советский ученый Владимир Коваль.
  • Орбиты большинства комет имеют общую точку с орбитой одной из планет-гигантов нашей солнечной системы. Для комет характерны сильная вытянутость и всевозможные углы наклона плоскостей движения, наличие в легкоплавких углеводородных льдах тугоплавких метеоритных частиц. В. Коваль предполагает, что кометы рождаются в результате метеоритных бомбардировок планет или спутников. При ударе метеоритов о поверхности планет выделяется колоссальная энергия, способная придать вырываемой массе огромные скорости. Есть и подходящие «мишени». Например, для того чтобы навсегда покинуть даже самый массивный из спутников Юпитера, требуется скорость менее 3 км/с.
  • Итак, метеорит может стать «отцом» кометы. Важнейшее косвенное подтверждение — наличие замерзших газов и льда на поверхности спутников планет-гигантов, сходство химического состава всех этих газов и льдов с газовым составом кометного вещества!
  • Этой гипотезой можно объяснить многие индивидуальные особенности химического состава комет, ибо условия каждого «удара» метеорита уникальны. Неодинаков состав и спутника-«мишени», и метеорита-«отца». А посему неодинаковы и кометы.

    ГИБЕЛЬ ИЛИ ВЕЧНАЯ ЮНОСТЬ?

  • В последние века не раз выдвигались теории непременной гибели человечества, «апокалипсического конца» мироздания. Нынче ученые, философы и фантасты, пытающиеся заглянуть в будущее, все чаще разделяют взгляды К. Э. Циолковского. Он доказывал, что во вселенной царит «вечная юность», и цивилизация, если захочет, может выжить и перед лицом «апокалипсического конца».
  • Великий мыслитель был убежден, что множество явлений на нашей планете может быть понято только с «космической точки зрения», ибо «мы живем более жизнью космоса, чем жизнью Земли, так как космос бесконечно значительнее Земли по своему объему, массе и времени». Новая эра цивилизации, по мнению Циолковского, и начинается с осознания человечеством космической миссии жизни и разума. Человек должен не только посетить, но и населить все миры вселенной.
  • С этой целью Циолковский наметил пути к выполнению человечеством своей миссии. Прежде всего он предложил в качестве космического транспорта ракету, дал множество конструктивных решений для ее создания. В программе освоения космоса он обосновал три этапа. Ближайшей целью, которая уже достигнута, он определил пребывание вне атмосферы на круговой орбите и безопасное возвращение на Землю.
  • На следующем этапе он предложил создать сеть долговременных орбитальных станций. Советские ученые и конструкторы, как мы знаем, уже приступили к осуществлению этого грандиозного проекта. Заключительным этапом переселения в космос Циолковский назвал создание «гигантских городов в эфире» из вещества астероидов. Переселение на другие планеты он считал нецелесообразным, потому что даже при самых благоприятных условиях человек меняет одни цепи на другие, цепи Земли на цепи любой другой планеты.
  • Циолковский со страстью доказывал, что жизнь разлита по бесчисленным уголкам космоса. И даже разумная жизнь. Свидетельства контактов внеземных цивилизаций, по мнению ученого, можно было наблюдать не раз. В истории и литературе отмечено множество необъяснимых явлений. Все ли можно отнести к галлюцинациям и другого рода заблуждениям? Возможно, при контактах с людьми иноцивилизации используют еще мало изученные свойства человеческой психики, о которых эмпирическим путем за всю историю человечества собран огромный фактический материал, не поддающийся пока объяснению. Современные ученые вынуждена признать, что, несмотря на всю свою необычность, «по-видимому, некоторые из так называемых парапсихологических феноменов действительно имеют место».
  • Материя развивается. Возможно, что существуют уже в наше время иноцивилизации, закодированные, допустим, в «лучистое человечество». По какому пути пойдет развитие нашей земной организации, мыслящей материи?

    АГРЕССИВНОЕ ПЯТНО

  • Три земных шара можно уложить на площади большого красного пятна Юпитера, которое еще в 1664 году заметил Роберт Гук. А через 230 лет на поверхности Юпитера появилось маленькое пятно, которое нагнало красное и попыталось к нему прикоснуться. Красное пятно мгновенно изуродовало темное до неузнаваемости, отбросило его к югу и заставило поспешно убраться восвояси с юпитерианской арены. На основании этого знаменитый шлиссельбуржец Николай Морозов утверждал, что большое красное пятно «не может быть не чем иным, как колеблемым ветрами высоким столбом вулканических газов и испарений, прорвавшихся сквозь... сплошные облака...». Морозов, по сути, был прав. На полученных недавно с расстояния до 278 тысяч километров снимках Юпитера наконец удалось рассмотреть загадочное пятно. Оно окружено мощными вихревыми образованиями в атмосфере планеты и само, по-видимому, является самым мощным и продолжительным циклоном ураганного типа, который уже более трехсот лет (с тех пор, как его стали наблюдать люди) существует в солнечной системе.
    далее

    назад