Искры «Салюта»
— Итак, орбитальная пилотируемая станция «Салют» начинает сотый виток…
— А почему такое пристрастие именно к этой станции? Полеты на Луну и, конечно же, на Марс намного увлекательнее… Вот сообщили бы сейчас о первой марсианской экспедиции, наверняка все восприняли бы это известие с восхищением…
— Праздники реже будней.
— Вы хотите сказать, что запуск «Салюта» сегодня рядовое событие?
— К счастью, да.
— Почему к счастью?
— Запуск станций — это путь к «эфирным поселениям», о которых мечтали наши великие предшественники.
1881 год. Н. Кибальчич заканчивает описание проекта ракетного летательного аппарата.
1903 год. К. Циолковский публикует свой труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами».
1921 год. Создана первая советская ракетная научно-исследовательская и опытно-конструкторская организация — газодинамическая лаборатория.
1928 год. Н. Рынин выпускает первые тома космической энциклопедии «Межпланетные сообщения».
1929 год. Ю. Кондратюк издает в Новосибирске свою работу «Завоевание межпланетных пространств».
1931 год. При Центральном совете Осоавиахима организуется секция реактивных двигателей. Ею руководит Ф. Цандер.
1932 год. Группы по изучению реактивного движения (ГИРД) в Москве и Ленинграде начинают работать над созданием первых ракет.
Прошло еще двадцать пять лет. И вот на космодроме стоит готовая к старту ракета.
С. Королев болен. Кажется, начинается грипп. Температура подскочила, голова тяжелая, словно свинцом налита. Товарищи советуют отлежаться, но в ответ — одна фраза: «Я много лет ждал этого дня».
Он шел к космосу всю жизнь. Встреча с К. Циолковским, совместная работа с Ф. Цандером в ГИРДе помогли сделать окончательный выбор. Он оставил авиацию, увлекся ракетной техникой и стал крупнейшим конструктором ракетно-космических систем. Позади запуски в стратосферу, впереди — космос!
4 октября 1957 года его мечта осуществилась.
Первый спутник, полет Лайки, старты к Луне и планетам, наконец, полеты космонавтов — с каждой из этих блестящих побед в космосе связано его имя.
Передо мной книга Ю. Гагарина «Дорога в космос».
Прямо на ее страницах советские и зарубежные ученые, писатели, политические деятели оставляли свои автографы, рассказывали, о чем они мечтают, что думают о космосе.
Появилась в этой книге и такая запись: «Надеюсь, что по этой дороге удастся когда-нибудь пройти и мне».
«Только не думайте, что я шучу, — добавил академик С. Королев, пряча в карман авторучку. — Однажды я чуть не полетел в космос. — Ученый улыбнулся. — Это случилось 11 апреля 1961 года. Я поднялся в кабину „Востока“ и долго сидел в ней. Был удивительно тихий вечер. Огромное солнце медленно опускалось за край земли. Отсюда, с высоты, было далеко видно. Постепенно космодром затянуло вечерней дымкой, он утонул в сумерках. Мне показалось, что ракета оторвалась от земли и я полетел. А утром кабину „Востока“ занял ее подлинный хозяин… Трудно рассказать, что мы пережили в то утро. Нет, нас не тревожил исход полета: мы знали, что он закончится благополучно. Но мы не могли не волноваться, потому что это был первый полет человека в космос, и доля нашего труда была в этом подвиге…»
Под короткой записью в книге подпись — К. Сергеев. Обычно раз в год «профессор К. Сергеев» выступал со статьей в «Правде». В новогоднем номере. Он рассказывал о том, что произошло в космонавтике за минувшие 365 дней и что будет сделано в ближайшее время.
Когда академика С. Королева не стало, мир узнал, что К. Сергеев — его псевдоним.
Несколько раз корреспонденты договаривались с академиком об интервью для «Комсомольской правды» о будущем космонавтики. Но каждый раз разговор не получался: готовился очередной эксперимент, и ученый говорил только о нем. Последний раз их встреча состоялась в декабре 1965 года. С. Королев только что вернулся с запуска «Луны-8». «Следующую обязательно посадим! Вот тогда и поговорим о будущем…»
Через два месяца «Луна-9» впервые в истории космонавтики совершила мягкую посадку на Луну и передала на Землю панораму лунного пейзажа. Но академика С. Королева уже не было…
Перечитывая вновь его статьи, поражаешься прозорливости ученого, который на много лет вперед определил пути развития космонавтики.
«Он был мал, этот самый первый искусственный спутник нашей старой планеты, — говорил С. Королев, — но его звонкие позывные разнеслись по всем материкам, среди всех народов как воплощение дерзновенной мечты человечества…
Пуск космических ракет, искусственных спутников Земли и кораблей-спутников позволил советским ученым провести широкие исследования свойств верхней атмосферы и прилегающего к Земле космического пространства, магнитных полей Земли и Луны, электромагнитного и корпускулярного излучений Солнца, космических лучей, межпланетной пылевой и газовой среды, микрометеоров и ряда других явлений.
Огромную ценность представляет также накопленный за последние годы опыт разработки, испытания в полете и совершенствования технических систем, устройств и конструкций, действующих на борту космических ракет и кораблей или относящихся к комплексу наземных средств. Среди них, в частности, многочисленные радиотехнические и оптические системы, автоматические устройства и агрегаты, приборы для регулирования движения, системы, обеспечивающие необходимые условия жизнедеятельности животных и растений в космосе.
В настоящее время советская наука и техника располагают обширным арсеналом средств, надежно обеспечивающих проведение сложнейших исследований космического пространства.
Уже наступило время, когда в кабинах космических кораблей рядом с летчиками-космонавтами заняли место ученые, исследователи, штурманы-астронавигаторы и бортовые инженеры различных специальностей. Быть может, недалеко время, когда космические корабли после длительного полета в бесконечном пространстве космоса причалят к орбитальной околоземной станции, а их экипажи соберутся в уютной кают-компании, включат бортовое космовидение и поздравят с наступающим Новым годом друг друга, своих близких и друзей на Земле и на борту других звездных кораблей…
Орбитальные станции необходимы для проведения комплексных исследований научного характера, а также для обеспечения порядка при эксплуатации и контроля за работой различных систем спутников, которые со временем будут нести службу на различных орбитах у Земли. Автоматическая аппаратура таких станций, а при необходимости и дежурный персонал, состоящий из инженеров, механиков, экспериментаторов, обеспечат проведение отладочных, ремонтных и прочих работ…
…Любознательные туристы в воскресный день смогут обстоятельно осмотреть с кораблей экскурсионного назначения весь земной шар. Пусть сегодня это еще фантазия, но вспомним еще раз о том, что в нашей жизни действительность иногда обгоняет самую смелую мечту. Я уверен, что не за горами время, когда экипажи могучих космических кораблей весом во много десятков тонн, оснащенных всевозможной научной аппаратурой, покинут Землю и, подобно древним аргонавтам, отправятся в далекое межпланетное путешествие, в многолетний космический рейс к Марсу, Венере и другим далеким мирам. Можно надеяться, что в этом благородном деле будет все более расширяться международное сотрудничество ученых, проникнутых желанием трудиться на благо всего человечества, во имя мира и прогресса…»
— Такое впечатление, что это говорит не академик, а писатель-фантаст.
— Кстати, научная фантастика — это литература, популяризирующая мечты и прогнозы ученых. Но С. Королев был последовательным реалистом. «Восток» еще готовился к старту, а он уже разрабатывал новый корабль.
— Он конструктор «Союза»?
— В какой-то мере да. Именно при нем сформулированы идеи «Союза» и «Салюта». Диапазон его творчества в космонавтике был чрезвычайно широк: под его руководством созданы первые лунные, марсианские и венерианские станции.
— Недаром его называют Циолковским второй половины XX века.
— К. Циолковский предсказывал будущее, С. Королев его конструировал. Жаль, что не посчастливилось им дожить до января 1969 года.
Словно крылья космической птицы, разметнулись в стороны солнечные батареи. Космические корабли сближаются. Благодаря работе автоматических устройств расстояние между ними сократилось до 100 метров. Владимир Шаталов берет управление в свои руки. Он должен подвести «Союз-4» к «Союзу-5» и мягко причалить.
На экране телевизора виден «Союз-4». В эфире слышны голоса.
Шаталов. Все нормально. Все идет нормально. Дальность 40 метров. Скорость около ноля. Начали сближение.
Земля. Понял, вас наблюдаю.
Волынов. Понял тебя, «Амур», понял… «Заря», «Заря», я — «Байкал», слышу вас хорошо. Дальность — сорок. Корабль управляется отлично.
Шаталов. Разрешите выполнять причаливание?
Земля. Причаливание разрешаю… Я — «Заря». По возможности ведите короткий репортаж.
Шаталов. Понял. Сейчас на экране «Байкал». Скорость 0,25. Крылья вижу отлично.
Земля. Скорость 0,25, дальность 30. Все нормально.
Шаталов. Дальность 25, скорость 0,25.
Земля. Все нормально.
Шаталов. Дальность 20, скорость 0,25.
Земля. Вижу отлично.
Шаталов. Дальность 10, скорость 0,25.
Земля. Отлично, все нормально.
Волынов. Все отлично, все отлично. Ждем касания.
Шаталов. Подхожу. Все нормально. Захват. Касание. Стыковка.
Земля. Видим сейчас четко, каждая деталь ясна. Все отлично. Прямо в «гнездо».
Шаталов. Поворачиваемся…
Земля. Все нормально. Сейчас корабль стабилизируется.
Шаталов. Корабли выравниваются.
Волынов. Добро пожаловать!
Шаталов. «Байкал», добро пожаловать!
Земля. Корабли выровнялись. И так, как нужно.
Волынов. Надпись видна. Прекрасно видим.
Шаталов. Отличная картина… У нас сеанс кончился?
Земля. Нет.
Волынов. Я хорошо вас слышу, «Амур».
Земля. Корабли выровнялись. Крена совсем не наблюдаю. Мы вас слышим, видим, здесь все вас поздравляют с успехом.
Шаталов. Понял. Стыковка прошла отлично. Корабли выровнялись. Продолжается стягивание. Относительного движения между кораблями нет.
Земля. Вас понял. «Амур», достань карты и работай по штатной программе. Как понял?
Шаталов. Понял. Достать карты и работать по штатной программе.
«Союз-4» и «Союз-5» начали совместный полет по орбите. Родилась первая в мире экспериментальная космическая станция!
— Теперь этот полет выглядит обычным.
— Согласен. Но новый этап в космонавтике начался именно в том памятном январе, когда корабли «Союз» образовали первую экспериментальную орбитальную станцию.
— На Земле еще так много проблем. Не полезнее ли построить еще один дом или выпустить несколько тысяч холодильников, чем запускать очередной спутник?
— Вы хотите сказать, не слишком ли увлекаются ученые космосом?
— Я хочу спросить прямо: выгоден ли каждый запуск в космос или нет?
— Один, конечно, нет. А сама космонавтика, если выражаться языком экономистов, вполне рентабельна. Правда, еще нет способа оценивать знания. Стоимость холодильника определить легко и в рублях и в долларах. А сколько стоит мысль?
12 апреля 1961 года тысячи людей пришли на Красную площадь. Они плакали и смеялись, ждали очередного сообщения о Юрии Гагарине. Миллионы людей в нашей стране и на всех континентах Земли были счастливы, потому что Ю. Гагарин показал, как могуча человеческая мысль, как талантливы люди, способные совершить такой подвиг.
Не было ни одного человека, который бы равнодушно рассматривал первые снимки лунной поверхности, переданные на Землю автоматической станцией. Мы не отходили от экранов телевизоров, когда шла прямая трансляция с Луны, следили за каждым шагом Нейла Армстронга. В трамваях и метро мы обсуждали первые данные об атмосфере Венеры и очень сожалели, что в таких «малокомфортабельных» условиях жизнь невозможна. А русло марсианской реки, так отчетливо увиденное на фотографии, вновь возродило погасающую мечту об инопланетных цивилизациях…
Знание начинается с любознательности. Без нее жизнь человека немыслима. Когда Христофор Колумб снаряжал свои корабли, его манили не только богатства Индии, но и стремление проложить путь через неведомые океанские просторы. Первопроходцев зовет неизведанное, и они уходят в него, чтобы подарить людям крупицу знания.
Знание благодарно. Проходит время, и теория, казалось бы, так далекая от воплощения, становится необходимой в повседневности — столбцы цифр и формул переплавляются в машины, станки, приборы, урожаи.
Если после запуска первого искусственного спутника Земли, первых пилотируемых полетов мы могли говорить только о нашем стремлении познать неведомые миры, то теперь космонавтика приносит вполне реальные и ощутимые плоды. И сегодня мы вправе применить к космическим исследованиям те «экономические весы», на которых привыкли взвешивать полезность любого открытия.
Ф. Энгельс писал: «Если… техника в значительной степени зависит от состояния науки, то в гораздо большей мере наука зависит от состояния и потребностей техники. Если у общества появляется техническая потребность, то она продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов…»
Это в полной мере относится к космонавтике. Во второй половине XX века она стала своеобразным катализатором в науке и промышленности.
В начале 1961 года проходило заседание Отделения общей физики Академии наук СССР. Выступающий академик-физик жаловался на то, что институт, в котором он работает, не может устанавливать свои приборы на искусственных спутниках Земли: запускается их явно недостаточно.
В то время академиком-секретарем Отделения технических наук был А. Благонравов, и, естественно, претензии предъявлялись ему. Но А. Благонравов сохранял спокойствие.
«Вам в диковинку такие речи, — сказал он в перерыве, — а я вот привык. Уже несколько лет меня критикуют… Но я не обижаюсь: большой космос только начинается. Однако, поверьте, через несколько лет недовольных не будет — спутников хватит, и больших и маленьких… Самое трудное уже позади…» И академик рассказал о самых первых днях космодрома.
…На перегоне машинист притормозил. Молодые инженеры выскочили из вагона, не дожидаясь, пока поезд остановится. Не терпелось ступить на землю, где предстояло работать.
Они были очень юные, эти инженеры. В институты поступили, когда еще шла Великая Отечественная, но до победы оставались уже не месяцы, а дни. С сожалением думали они, что самое великое в истории страны уже позади и на долю их поколения ничего интересного не осталось.
И, конечно, они не могли тогда предполагать, что именно им выпадет честь первыми шагнуть в космос.
Степь встретила их сильной пылевой бурей. Видимость не более чем на вытянутую руку. Они стояли возле своих чемоданов обескураженные и растерянные. Куда идти?
Из темноты вынырнула подвода. Возница повернул к ним обветренное лицо.
«Если в хутор, то тут недалеко», — он ткнул пальцем в темноту.
Через полчаса они добрались до конторы. В маленькой хатенке, прилепившейся к деревенской церкви, их встретил начальник группы. Инженеры представились.
«Утром разберемся, а сейчас отдыхайте, — воспаленные веки начальника опустились. — Ложитесь пока в соседней комнате, завтра что-нибудь придумаем…»
Утром, когда буря затихла, Степана Царева направили в монтажные мастерские. Он долго шел по степи. Ему уже стало казаться, что он никогда не набредет на эти самые мастерские, как вдруг впереди показалась фигура в кожаной куртке. Степан побежал.
«Вам в монтажные? — переспросил незнакомец. — Идемте. Я тоже туда. Часа за полтора доберемся».
Они поднялись на железнодорожную насыпь и бодро зашагали на восток. Оба молчали.
«Скоро тупик будет, — наконец сказал попутчик С. Царева, — деревянный дом увидите. Это и есть мастерские. А мне сюда…»
Он направился к стоявшим неподалеку вагончикам.
Потом Степану много раз приходилось встречаться с этим человеком. Звали его Сергеем Павловичем Королевым. Его кожаную куртку каждый день видели то здесь, в монтажных мастерских, то на стартовой площадке, то на установке для прожига… Он часто спрашивал: «Как, ребята, дела? Что нужно, чтоб лучше было?»
Инженеры рассказывали, спорили, предлагали.
— Это было самое начало?
— Да. Вскоре стартовала первая советская ракета, созданная под руководством С. Королева.
— Свидетелей тех событий, наверное, осталось немного?
— К сожалению, да. Но некоторые из них по-прежнему работают на этом космодроме. Они уже запустили десятки спутников Земли.
— А первый старт помнят?
— Конечно. Однажды я попросил их рассказать об этом…
Инженер Л. Бродов. Я воевал. И поэтому могу смело сказать: здесь было не легче, чем на фронте. Дорог не было. Сотни машин месили грязь. В сапогах не всегда пройдешь. До станции чуть ли не десять километров. Раза два-три в день туда и обратно.
Занимался я в то время топливом. Столь совершенных, как сейчас, цистерн для перевозки кислорода тогда, естественно, не было. Испаряется жидкий кислород быстро. Оглянуться не успеешь, а его уже нет. В сутки на 6–7 процентов цистерна «самоопоражнивалась». Путь же до стартовой площадки был неблизкий, малейшая задержка могла сорвать старт. Даже к министрам химической промышленности и транспорта приходилось обращаться из-за этого проклятого кислорода, чтобы обеспечить его быструю доставку.
На паровозах рядом с машинистами сидели… Сейчас вот вспоминаешь, улыбаешься. А тогда, поверьте, не до смеха было.
Инженер С. Царев. Как сейчас помню первый пуск. Я стоял у стенда и глядел, как поднимается ракета. Честно говоря, запуск меня особенно не поразил. Самое эффектное в старте, конечно же, наблюдать, как двигатели работают. А я раньше на это насмотрелся, потому что был в то время заместителем начальника стенда огневых испытаний, на котором производится испытание двигателей.
Помню, как появился у нас испытательный стенд. По нынешним масштабам он невелик, нам же тогда он казался огромным: 46 метров в высоту! А если учесть, что стоял он на краю оврага, то еще полтора десятка метров можно смело добавить.
Близ оврага было несколько строений. В одном из них заседала Государственная комиссия. Как только стенд построили, ученые решили: испытание провести через два дня.
Закрепили мы ракету на стенде. Вроде прочно все сделано, но выдержит ли? Работу начали в пять вечера. Запуск двигателя произвел ошеломляющее впечатление. Струя огня рванулась в овраг, понеслась по бетонной полосе, вытянувшись метров на четыреста.
Шестьдесят секунд работали двигатели. Стенд выдержал. А слой бетона, по которому распространялось пламя, будто кто-то взрыхлил. Выгорел он до металлической сетки.
Инженер С. Стрепет. Вот уже почти четверть века ракетами занимаюсь. Кажется, недавно сын в первый класс пошел, а вот уж и институт закончил. Профессия у него современная — строитель космодромов. Я же все эти годы ракеты пускаю. Видно, так будет до тех пор, пока на пенсию не уйду.
Первый запуск, который я видел, конечно, помню отлично, словно вчера все происходило. Ракета стояла на старте два дня. Стартовая команда была большая — люди к пуску готовились и одновременно обучались.
Сейчас на космодроме предусмотрены специальные укрытия, а тогда загнали две машины в аппарель — вот тебе и командный пункт, и укрытие. Там и спрятались — мало ли что может быть…
Пуск! Помню одно: все перепуталось. Как мы не задушили друг друга от радости, до сих пор понять не могу.
Пускали на рассвете, чтобы лучше было видно. Поисковая группа нашла контейнер в 270 километрах от стенда, того самого, который теперь стоит как памятник…
Мир был ошеломлен, когда наша страна запустила первый искусственный спутник Земли. Пораженный Запад пытался выяснить, как могло случиться, что отсталая в его представлении страна резко вырвалась вперед. И быть может, именно тогда многие поняли, насколько далеко шагнула Страна Советов за 40 лет своего существования. Ушли в прошлое разговоры о нашей технической отсталости, о беспомощности советской науки. Люди иными глазами взглянули на Советский Союз.
У советских конструкторов и инженеров большой опыт создания ракет. Еще в 30-е годы под руководством ученика К. Циолковского Ф. Цандера построен первый реактивный двигатель ОР-1. Затем были первые отечественные ракеты 0,9; ГИРД-Х; 07.
А что происходило в Соединенных Штатах? 10 мая 1946 года там был проведен показательный запуск ракеты для представителей прессы.
Имя писателя Вилли Лея известно не только американцам: его книга «Ракеты и полеты в космос» выходила и в СССР. В. Лей работал в Германии, а после войны — в США, так что ему хорошо известно то, что происходило на ракетных полигонах этих стран.
Вот что пишет он о предыстории первого запуска ракеты в США:
«Американские войска захватили подземный ракетный завод, расположенный близ Нидерзаксверфена, на территории, которая по соглашению должна была стать русской зоной оккупации. Разумеется, переместить подземный завод было невозможно, однако к тому времени, когда союзные офицеры приступили к исполнению необходимых обязанностей, связанных с передачей завода русским, около 300 товарных вагонов, груженных оборудованием и деталями ракет Фау-2, находились уже в пути на Запад. Американцы позаботились и о том, чтобы заполучить немецких научных сотрудников, для чего была проведена операция „Пейперклипс“. Только очень немногим специалистам в области ракет удалось остаться в Германии.
Прекратила свою деятельность в 1945 году как исследовательская станция и Пенемюнде, но ракеты, ревевшие когда-то над тихой рекой Пене, продолжали реветь в другом месте — над водами Рио-Гранде».
Далее В. Лей пишет уже о событиях 1947 года.
«В то время как испытания ракет Фау-2 шли полным ходом, все понимали, что вскоре обстановка должна измениться. Запасы ракет Фау-2 подходили к концу… Стало ясно, что недалек тот день, когда „Мейлерваген“ привезет на полигон последнюю ракету Фау-2. Конечно, можно было бы начать строить новые ракеты, но это означало почти полную приостановку ведущихся работ. Требовались новые ракеты, и не просто ракеты Фау-2, а новые типы, новые конструкции. В связи с этим возникли разногласия. Военные, естественно, хотели иметь баллистический снаряд, ученые желали продолжать исследования».
В СССР подобного спора возникнуть не могло. Советское правительство понимало, что для развития науки необходимо исследование верхних слоев атмосферы и ближнего космоса. Поэтому все силы были направлены на то, чтобы создавать мощную ракету, которая бы и обеспечила оборону страны, и смогла поднять научную аппаратуру в стратосферу.
…Ракета не прощает небрежности. Ни малейшей. Казалось, все идет хорошо. И вдруг на двухкилометровой высоте двигатель глохнет, ракета взрывается и падает. Отчего? Один из инженеров вспомнил: его отвлекли, когда он завинчивал крышку бачка с перекисью водорода. Проверить, плотно ли закрыта крышка, испытатель забыл. На заседании Государственной комиссии С. Королев сказал:
«Прошу не наказывать виновного. Он честно признал ошибку. Для нас это очень важно. Если люди будут скрывать брак в работе, мы не сможем находить недостатки».
Инженера не наказали. Доверие рождало творческую обстановку. Коллектив жил одним дыханием, единой целью.
В каждую ракету ученые старались вместить как можно больше аппаратуры. «Драка» за место для установки научных приборов шла невообразимая.
«Пристроив» аппаратуру, ученые начинали новое сражение. Одним подавай ясное небо, других устраивал пуск только на рассвете, третьи предпочитали вечер, в то же время метеорологи утверждали, что прояснение начнется не раньше часа дня. «Пострадавшим» обещали более подходящие условия при следующем запуске.
Аппаратура становилась компактнее, ракеты совершеннее. Вмещая 15–17 приборов для исследования атмосферы, они поднимались на 70–80 километров. Здесь, в зоне так называемых серебристых облаков, наблюдались очень сильные воздушные течения. Направление их было постоянно. Для выяснения природы серебристых облаков запускали одновременно несколько ракет.
Запуски на высоту 400 километров позволили получить картину поперечного разреза атмосферы, узнать перепады температур, определить наличие излучений и изменение состава атмосферы в зависимости от высоты, влияние радиации на корпус ракеты, на приборы, на компоненты топлива.
— Ваш рассказ подтверждает известное: только при высокоразвитой науке и технике можно создавать ракеты и спутники. А есть ли обратное влияние?
— Сначала надо построить завод, а потом требовать прибыль.
— Пока налицо лишь трата средств на космос, а доходы не видны.
— Выслушаем мнение академика А. Благонравова?
«Влияние космической техники на земную только начинает сказываться. Давайте констатировать только факты — они наиболее убедительны. Но начнем все-таки издалека. Например, с военного искусства.
Тщательно и кропотливо готовится наступление. На наиболее важном участке фронта сосредоточиваются силы, чтобы в нужный момент нанести сокрушительный удар. Наконец стремительная атака. Захвачен первый рубеж, второй, третий. В прорыв вводятся новые войска. Сопротивление противника сломлено, начинается наступление по всему фронту.
Анализируя ход этой операции, нетрудно убедиться, что победу обеспечил успех на главном направлении.
Нечто подобное происходит и в науке. Вспомните начало нашего века: только что открыта радиоактивность. Потянулись долгие годы тщательно подготавливаемых экспериментов, с помощью которых физики все глубже проникали в мир неведомого.
Тридцатые годы ознаменовались каскадом блестящих открытий в ядерной физике. Началось стремительное наступление на атом: построена первая в мире атомная электростанция, открыты радиоактивные изотопы, созданы сверхмощные ускорители.
Успехи атомной физики вызвали серию открытий в других отраслях науки. Автоматика, химия, металлургия, медицина, биология, энергетика, кибернетика — везде атом стал надежным помощником, творцом.
Космос поставил перед учеными ряд научно-технических задач. Одна из главнейших — создание материалов, способных выдерживать сверхнизкие и сверхвысокие температуры, устойчивых к переменным нагрузкам, вибрации, резкой смене напряжений.
Когда включаются тормозные двигатели и корабль начинает входить в плотные слои атмосферы, его охватывает огненный смерч. Ионы воздуха яростно атакуют корпус корабля, стараясь вырвать частицы металла, разрушить его структуру. Выдержать такое испытание могут только сверхпрочные материалы.
Такие материалы созданы. Нашли ли они применение на Земле? Оказывается, отраслей техники, использующих „космические“ материалы, не так уж мало.
Например, энергетика. Создатели МГД — магнитогидродинамических генераторов, в которых происходит прямое преобразование тепловой энергии в электрическую, — столкнулись с многочисленными трудностями и, в частности, с отсутствием материалов, которые не плавились бы при температурах, близких к трем тысячам градусов. Опыт строительства космических кораблей позволяет энергетикам быстрее освоить такие материалы.
Нечто подобное происходит и в отраслях науки и техники, связанных с плазменными процессами. Это относится к химии и металлургии. Рождается новая отрасль техники — плазменная металлургия. В специальной установке — плазмотроне — создается струя сильно ионизированного газа, в которую вводится шихта. Под действием высоких температур, магнитных и электрических полей шихта расслаивается. В результате на плазмотроне можно получить чистое железо и материалы, не встречающиеся в природе. Кто знает, быть может, в будущем появятся металлургические заводы, на которых домны заменятся плазменными установками. Коэффициент полезного действия таких заводов будет очень высок. Созданные для космических кораблей, жаропрочные материалы найдут в плазменной металлургии самое широкое применение.
Изучение космоса влечет за собой расширение исследований в так называемых прикладных отраслях науки, в частности в газодинамике. Полеты в космос поставили перед учеными множество сложнейших проблем, без решения которых прорвать „воздушное одеяло“ нашей планеты и возвратиться на Землю немыслимо. Решение этих проблем поможет конструкторам самолетов создать лайнеры, которые будут летать со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука.
Вот, на мой взгляд, лишь робкие вариации на тему „земное использование космических исследований“».
— Академик привел лишь несколько частных примеров. А как известно, факты — это еще не доказательство…
— Он не упомянул о «Салюте», а именно орбитальные станции широко используются для решения сугубо прикладных задач. Итак, запуск к станции…
Ожиданием старта «Союза-11» живет не только космодром. Он лишь одна музыкальная фраза в величественной космической симфонии, которая зазвучит над планетой; просто пришла его очередь. Но как только «Союз-11» оторвался от земли, космодром вновь опустел — с аэродрома поднялись в воздух самолеты, которые отправились и на север, и на восток, и на запад — туда, откуда осуществляется слежение за ушедшим с Земли кораблем.
В этом космическом оркестре роль дирижера выполняет, пожалуй, Центр управления полетом. Еще задолго до старта здесь уже жили будущим запуском. Он «проигрывался» на электронно-вычислительных машинах координационно-вычислительного центра, и эти умные помощники человека с точностью до долей секунды рассчитали время запуска и орбиту, на которой должен оказаться корабль. Такая точность не прихоть.
Рождается орбита в муках, в бессонных ночах баллистиков, в многочисленных операциях электронно-вычислительных машин. Она рассчитывается несколькими группами людей, и только при полном совпадении их показаний появляется некое число, говорящее о том, что команда «Зажигание» должна прозвучать именно в «7.55 по московскому времени», а не позже и не раньше. Когда это становится известно, космический оркестр начинает «настраиваться»: уходят в океаны суда Академии наук СССР, на пунктах слежения включаются электронно-вычислительные машины, в район приземления вылетают поисковые группы.
Начинается эта симфония с космодрома. Его партия звучит до тех пор, пока космический корабль не оттолкнется от последней ступени ракеты-носителя, чтобы начать свой самостоятельный полет. Тысячи людей на космодроме, в пунктах слежения, в Центре управления полетом, на судах с волнением ждут, что покажет измерение параметров орбиты — похожа она на расчетную или нет?
При запуске транспортного корабля, такого, как «Союз-11», это играет особую роль. Ведь на орбите его ждет «Салют», и надо, чтобы корабль и станция находились поблизости…
Казалось бы, было много пусков, надо привыкнуть к тому, что вывод корабля на орбиту — дело освоенное, надежное, но в космосе нет стандартного. Каждый пуск неповторим, у каждого свои особенности.
В конце апреля 1971 года мы уезжали из Центра управления полетом. «Союз-10» благополучно приземлился, и мы торопились в Москву, чтобы встретить космонавтов.
«Ну что же, до скорой встречи, — сказал на прощание один из баллистиков, — передавайте экипажу привет от нас».
«А вы остаетесь?» — спросил я.
«Завтра у нас коррекция станции, — ответил он, — поднимем ее немного. Наша работа еще не завершена».
Я вспомнил эти слова баллистика при запуске «Союза-11». Полтора месяца мы занимались своими делами, провожали к Марсу новые автоматические станции, следили за неутомимым луноходом. А здесь, в Центре управления полетом, работа не прекращалась ни на минуту: «Салют» требовал внимания, и группа управления вместе с ним ждала нового старта.
Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев ушли в космос, чтобы превратить «Салют» в первую пилотируемую орбитальную станцию. Их жизнь на ее борту была в центре внимания всей планеты. Но их подвиг надо разделить с тысячами людей, которые ежесекундно наблюдали за кораблем, помогали им, руководили их действиями. Космонавты отдыхали, а в Центре управления у операторов, ученых, конструкторов веки становились тяжелыми от бессонницы — ведь, пока космонавты спят, «Земля» должна подготовиться к очередной серии сеансов связи. И когда поздно ночью корабль появлялся над территорией Советского Союза, его ждали нацеленные в небо антенны, готовые к работе электронно-вычислительные машины, склонившиеся у пультов операторы…
Первая бессонная ночь была радостной: расчеты показали, что после коррекции «Союз-11» и «Салют» находятся достаточно близко друг к другу, и можно начать операции по сближению.
Космонавты следили за работой автоматики. Бортовая система управления по команде с Земли включила двигатели. «Союз-11» начал медленно приближаться к станции. Она была еще далеко, и разглядеть ее среди звездной россыпи невозможно, но автоматы настойчиво вели корабль в заветную точку пространства, где два внеземных странника должны были встретиться.
Потом кто-то из экипажа заметил яркое пятно, ничем не отличающееся от звезд, и лишь интуиция подсказала им: станция! Еще боясь поверить в это, космонавты до боли в глазах вглядывались в даль. Может быть, по космическим масштабам «Салют» и пылинка. Ну что он по сравнению с миллионотонными Марсом, Луной, Землей?! Но космонавтам в те минуты «Салют» казался гигантом. И нам тоже. Вот станция уже не вмещается в поле зрения телекамер, космонавты видят только часть ее, где выведены буквы — «СССР». В солнечных лучах станция искрится: А. Елисеев, видевший раньше «Салют» с борта «Союза», говорил, что станция кажется сверкающим бриллиантом, лежащим на черном бархате космоса. А размеры? Тот же А. Елисеев рассказывал: «Такое впечатление, что пассажирский поезд входит под стеклянный купол вокзала… Поезд — это „Союз“, а вокзал — станция „Салют“…»
Экипажу «Союза-11» необходимо было не только подойти к «Салюту» и состыковаться с ним, но и открыть дверь в первый в мире внеземной научно-исследовательский институт.
В какой-то момент Г. Добровольский взял управление на себя: чтобы причалить мягко, без удара, нужны человеческие руки.
Центр управления контролирует работу экипажа. Телеметрическая информация моментально анализируется, передается на борт.
Все идет гладко. Легкое касание, сработали захваты. Начинается «стягивание». Еще несколько минут, и корабль со станцией образуют единое целое.
Экипаж приступает к проверке герметичности стыковочного узла. Убедившись в его надежности, космонавты входят в космический дом, в котором им предстоит прожить почти месяц.
— Испытывали ли они чувство одиночества, тоски по всему земному?
— Конечно. Хотя времени быть наедине с собой не оставалось. В свободные минуты они вели дневники.
— Записи сохранились?
— В спускаемом аппарате «Союза-11» на Землю вернулись фотопленки, бортовые журналы и эти дневники…
Г. Добровольский
6 июня 1971 г. Участок выведения прошли нормально. Движение устойчивое. Ощущаются колебания и вибрации. Колебания небольшие. Перед отделением последней ступени нарастают перегрузки. Затем — хлопок, и сразу — тишина. Спустя несколько секунд начинают идти часы и «Глобус».
Собирать пыль лучше влажной салфеткой при работающем вентиляторе. Сетка вентилятора временами прогибается внутрь, и крыльчатка задевает за нее. Выключали вентилятор и нажатием пальцев отгибали сетку. Слышны щелчки коммутатора оперативной телеметрии… Дважды имели связь с Землей. В 11 час 43 мин 35 сек приняли сообщение ТАСС о выведении. На борту все в порядке. Все чувствуют себя нормально. После отделения ощущение дискомфорта заключалось в том, что твою голову кто-то как бы хочет вытянуть из шеи. Чувствуется напряжение мышц под подбородком, утяжеление головы в верхней и затылочной частях. При фиксации тела в кресле это явление уменьшается, но не пропадает. В этом случае тяжелеют лобная и затылочная части головы.
7 июня. Проспали до 24.00. Вадим и я спали вниз головами в спальных мешках в орбитальном отсеке. Виктор — в спускаемом аппарате, поперек сидений, тоже в спальном мешке. Спали меньше, чем обычно (с 18.30 до 24.00), но впечатление, что выспались. После перевернутого положения голова снова начала «наливаться»…
Подняли Виктора, провели сеанс связи. На борту — порядок. Вадим предложил растереться влажными салфетками. «Умывшись», приступили к работе. В 00 час 48 мин при подходе к экватору со стороны Антарктиды слушали музыку.
…В 7.24 началось сближение… Увидели станцию в оптический визир до наступления режима «подготовка к сближению»…
После включения «режима сближения» корабль энергично начал разворачиваться по крену, тангажу, рысканию.
До 150 метров корабль выровнялся по крену.
Со 100 метров включили ручное причаливание. Скорость 0,9 м/сек. После включения станция пошла вправо…
…Мне показалось, что левой ручки не хватило, и я подключил правую, провел корабль чуть выше и левей. Погасил «боковую скорость» левой ручкой. На расстоянии 60 метров уменьшил скорость до 0,3 м/сек.
…Касание и механический захват произошли одновременно в 7 час 49 мин 15 сек. Объект практически не колеблется. В 7 час 55 мин 30 сек — стыковка. Колебаний и раскачиваний объекта не было. Касание практически не ощущалось…
В. Пацаев
9 июня. На светлом участке орбиты звезды почти не видны даже в противосолнечный иллюминатор. Видны только Сириус и Вега.
На горизонте при заходе Солнца звезды не мерцают до самого края Земли. Заметить: 1. Сделать предохранительный колпачок для тумблера к ручке управления.
2. В мешках для отходов следует усовершенствовать устройство герметизации.
В. Волков
10 июня. Зарядка на дорожке и занятия с эспандером.
Туалет. Чистил зубы настоящей пастой.
Опять в вентилятор попало что-то. На этот раз пакет от воблы.
Снял медицинский пояс. Раздражений никаких нет.
Виктор спит в переходном отсеке. Руки торчат из спального мешка и чудно висят в воздухе. Жора — на своем месте. (Левое кресло первого поста.) Он положил новую пасту под датчики медицинского пояса.
Побрился, но только немного — решил отращивать бороду.
11 июня. Очень загружена программа дня: этого делать нельзя, если учитывать адаптацию к условиям жизни на орбитальной станции…
Мешки для отходов надо сделать более удобными, чтобы не тратить много времени на их открывание-закрывание. Продукты питания — такие же, как всегда, мало соков.
12 июня. Подъем. Попил воды из нового бачка. Первый успели выпить. Виктор уже пристроил пылесос, и я, плавая по кабине, чищу ее. Жора в кресле, как будто привязан, что-то старательно пишет в журнал.
Виктор сделал спальное место в люке между спускаемым аппаратом и орбитальным отсеком.
Скоро связь с Землей, а пока по распорядку — зарядка.
В. Пацаев
13 июня. В 01 час — на противосолнечном иллюминаторе на внутренней поверхности внешнего стекла видна изморозь. Заметить:
1. У сумки с инструментом — длинные ремни (закрывающие ее). Лучше сделать планки.
2. Разъем пылесоса расположен низко — неудобно работать.
…Светящиеся частицы часто сопровождают станцию и летят в разных направлениях. Это пылинки.
14 июня. Брился. Для бритья нужно установить еще одно зеркало.
…Работали в режиме закрутки на Солнце. Станция иногда «вздрагивает» — 2–3 слабых толчка. Очевидно, это связано с перетеканием жидкостей.
Примечание: Пульты управления научной аппаратурой надо закрыть предохранительными крышками из оргстекла.
При низком Солнце, сразу после восхода или перед заходом, Земля в дымке (пелена над поверхностью, хотя и нет видимой облачности). Очевидно, подсвечиваются со стороны какие-то слои атмосферы.
Иногда попадаются громадные, протяженностью не менее 1000 километров, облачные поля мозаичной структуры. (Например, в 17.40 в океане между Юж. Америкой и Юж. Африкой.)
Летящие над водой облака выглядят как плывущая по воде пена.
Цвет океанов — нежно-голубой. При высоком Солнце почти всегда видны волны в противосолнечный иллюминатор. Видны мутные струи от судов.
От самолетов видны инверсионные следы.
В. Волков
19 июня. Сегодня у Виктора день рождения. Накрыли праздничный стол. Деликатесом был репчатый лук. Виновника торжества поздравил «Сокол», а с Земли попросили провести репортаж.
…Приступил к дежурству. Наверное, я буду первым человеком, которому посчастливится увидеть на счетчике «Глобуса» 1000-й виток. Этот исторический момент выпал на часы моего дежурства. Просто непостижимо!
20 июня. Пролетали ночью над Африкой. Внизу — множество цветных огней, в основном красных. Они выглядят как горящие головешки. Есть овальной формы, есть просто полоски, есть и в виде нескольких точек (но очень мало). На фоне черного неба картина очень красивая. 00.44.44 — счетчик начал отсчитывать тысячный виток!
…Выходной пролетел быстро. Много времени заняла кино- и фотосъемка, а также наблюдения и фотографирование. Перед сном приняли, как у нас говорят, мягкий душ — это обтирание тела влажным полотенцем.
В. Пацаев
21 июня. 21.VI в 13.20 в Южной Америке пожары, над каждым из них — облако.
Заход Солнца: сумерки приближаются и сгущаются, тени становятся длинными светло-бело-голубыми. Затем сумерки становятся похожими на туман, который резко уходит вниз, и сразу же видны звезды второй и третьей звездной величины. Это в противосолнечный иллюминатор. Высота Солнца еще около 15°, а здесь уже ночь.
При заходе Солнца элементы конструкции принимают различную цветовую окраску, выглядят раскаленными рубиновыми или золотыми (некрашеные поверхности).
Г. Добровольский
22 июня. Сегодня Виктор решил спать в орбитальном отсеке. Сначала я, а затем и «Земля» не разрешили ему. Раньше он спал с Вадимом на одном месте.
Все время заняты какой-либо работой: то замена бачков с питьевой водой, то включение научной аппаратуры и ее калибровка, то фотосъемка, то контроль систем корабля, составление программы дня, связь и т. д.
Вадим в свободное время носится с томиком то Пушкина, то Лермонтова. Виктор все время возится с «Эрой»: то с зарядкой кассет, то перезаряжает кино- и фотопленкой.
…С корабля «Сергей Королев» ребята-одесситы прислали очень теплое поздравление в стихах.
В. Пацаев
24 июня. Наблюдал светящиеся частицы перед восходом Солнца. Ими оказались пылинки разной величины, летящие на расстоянии от 1 до 10 метров от иллюминатора. Двигались они с разными скоростями в разных направлениях и некоторые мерцали. Было их около 10 штук.
В. Волков
25 июня. 14.00. Пошли 21-е сутки полета. На связь вышли «Буран-3» и «Гранит-2». Они поздравили нас. Как приятны эти поздравления, особенно здесь, в космосе. Трогают до слез. Когда я, будучи на связи, получил эти поздравления — ребята спали. Не хотелось их будить. Но они, словно чувствуя это, не сговариваясь, вылезли из своих мешков.
Наши спальные места чем-то напоминают мне улей (лесной), куда залетают пчелы. Те же небольшие отверстия, в которые мы вплываем, когда приходит время сна, и из которых выплываем, когда звучит команда побудки (это значит — дежурный толкает в плечо, а иногда и в голову). Кстати, о сне. Почему-то эти два дня сплю очень мало. В общей сложности спал всего часа три. Никак не могу себя заставить. Вчера даже решил перед сном почитать «Евгения Онегина» и так увлекся, что протянул после отбоя целый час. Но и книга не помогла. В прошлом полете у меня не было сновидений. Сейчас же даже больше, чем на Земле…
— Даже не верится, что эти дневники велись в космосе.
— Человек быстро привыкает к любым условиям.
— Мне кажется, в невесомости можно думать только о невесомости…
— Это не так. Космонавты забывали об этом, им было просто некогда. По 16 часов в день они наблюдали звезды, проводили съемку Земли, ставили медицинские и биологические эксперименты. Перед спуском на Землю они перенесли бортжурналы, дневники, фотопленки в «Союз».
— И ученые получили их?
— Да. Они до сих пор изучают эти материалы: за 24 дня космонавты многое успели сделать.
Когда сыны подрастают, они спрашивают: «А зачем бывают звезды на небе?» Ведь дети обязательно смотрят в небо.
«Звезды говорят людям о том, что мир бесконечен» — так объяснил соседскому мальчишке его отец. И я, ставший невольным свидетелем их разговора, подумал, что отец, наверное, прав. Дерзай, твори, устремляйся ввысь, как беспредельна вселенная, так и бесконечны твои возможности…
Но мы, люди XX века, не только великие мечтатели, но и рационалисты. Если есть звезды, мы уже не можем просто любоваться ими. Мы хотим узнать, каким образом выделяется огромная энергия, таящаяся в их недрах. А узнав, попытаемся зажечь звезды в своих лабораториях, научимся управлять их горением, и тогда уже не потребуются те самые электростанции, которых так много строится сейчас. Раньше люди не могли обойтись без лошадей, а теперь им на смену пришли тракторы, автомобили и тепловозы. Когда-нибудь в будущем на всей Земле построят пять-шесть «звездных электростанций», и человек сможет брать от них энергию, чтобы лететь к дальним планетам, создавать новые материалы или включать в квартире пылесос. Когда это будет?
Год указать невозможно, может быть, через десять лет, может, через сто. Но уже сейчас мы готовимся к этому будущему. И не только в кабинете астрофизика-теоретика, но и на борту орбитальных станций…
Астрономия — наука, которую всегда называли «древнейшей» и которая постоянно остается молодой.
Сначала был Галилео Галилей. Он направил свой самодельный телескоп на небо и начал новую эру в астрономии. Астрономам стало невозможно быть без телескопов, как химикам без лабораторий.
Труднее найти родоначальника «радиоастрономической эры». Она началась сравнительно недавно, уже в нашем веке, и поэтому слишком многие настаивают на своем приоритете. Одни утверждают, что «отец радиоастрономии» — Карл Янский. Он зарегистрировал радиошумы, идущие от центра нашей Галактики. Англичане убеждают в том, что именно они первыми заметили радиоизлучение Солнца, пытаясь обнаружить приближающиеся к берегам Англии фашистские самолеты… Для нас более существенно другое: с рождением радиоастрономии ученым удалось прорубить еще одно окно во вселенную.
История звездной астрономии, пожалуй, наиболее драматична. Если на Луне, Венере или Марсе астроном с помощью телескопа мог рассмотреть кратеры, облачный покров или каналы и это давало повод для раздумий и построения различных предложений, то звезды всегда казались непостижимыми. Да, их считали, описывали в каталогах, внимательно следили за ними, но мало кто имел дерзость посвятить им жизнь. Звездами интересовались лишь постольку, поскольку они существовали. И астрономы прошлого большую часть безоблачных ночей посвящали Луне, планетам и лишь «для отдыха» обращали свой взгляд к звездам. Правда, к счастью, были всегда одержимые, и именно им принадлежат те крупицы знаний о звездах, с которыми астрономия подошла к XX веку.
«Как показывают современные опыты, наиболее яркие звезды не всегда самые интересные. Только недостаточность наших знаний останавливает прежде всего на них наше внимание», — читаем мы в книге М. Мейера «Мироздание». Листая ее страницы, не можешь не поражаться прозорливости наших предков. Действительно, именно «звездные призраки» наиболее интересны. Их невозможно увидеть в оптические приборы, об их существовании ученые догадались лишь после создания радиотелескопов.
Оптический телескоп помог людям увидеть некоторые детали вселенной, радиотелескоп — услышать ее. Раньше ученым казалось, что Земля летит по своей орбите в безмолвии, а радиоастрономия доказала, что мир, окружающий нашу планету, наполнен «звуками». Они очень разные — у каждой звезды свой голос. На языке радиоволн она рассказывает о своей жизни, о катастрофах, выпавших на ее долю.
«Миллионы звезд, окружающих нас, надо рассматривать как самосветящиеся небесные тела, как солнца. Поэтому в высшей степени поучительно узнать, насколько эти солнца схожи с нашим, насколько мы сами, считающие себя властелинами громадного мира, теряемся среди еще более громадного мира, состоящего из миллионов светил, подобных нашему Солнцу».
Эта цитата из «Мироздания» лишний раз подтверждает, насколько радиоастрономия обогатила древнейшую науку человечества. За каких-нибудь тридцать-сорок лет изучены многие тысячи звезд, доказано, что каждая из них живет своей жизнью и лишь немногие (по масштабам вселенной, конечно) являются точными копиями Солнца.
Астрономы стали «переоценивать ценности». Большинство из них начали заниматься радиоастрономией или использовать аппаратуру, появившуюся с рождением этой новой отрасли науки.
По глубокому убеждению многих ученых, именно в звездной астрономии следует ожидать наиболее крупных открытий, которые могут привести к коренному изменению жизни человечества.
«Какие бы допущения мы ни делали с целью объяснить вспыхивание новой звезды, — пишет М. Мейер в „Мироздании“, — несомненно одно: эти возгорающиеся звезды представляют погребальные факелы какого-нибудь гибнущего мира. Происходят ли внезапно и без видимого внешнего повода чрезвычайно сильные извержения газов на каком-либо центральном светиле, или то следствия вторжения в какую-нибудь систему чужого тела, громадного метеорита, или, наконец, накаливание тела, которое сопровождает проникновение его в необычайно густое облако падающих звезд или в туманность, результат остается все-таки один и тот же: разрушение какого-либо мира».
Объяснение ученого XIX века даже школьнику кажется сегодня наивным. Астрономы видели, что звезды погибают, но они не знали о том, что эхо звездной катастрофы, происшедшей за много миллионов световых лет от Земли, донесется до нее и наша планета будет чутко реагировать на поток частиц и волн, приходящих из глубин вселенной…
— Вы хотите сказать, что жизнь на нашей планете тесно связана со звездами?
— До выхода в космос ученым было трудно определить, как именно «звездное эхо» влияет на нашу планету.
— А теперь кое-что прояснилось?
— Да.
Несколько барьеров поставила атмосфера перед учеными. Космическое пространство наполнено электромагнитными волнами разных частот. Каждая из волн несет информацию о том участке вселенной, в котором она родилась. Но лишь незначительная часть волн пробивается сквозь атмосферную броню к Земле. Одни отбрасываются в сторону радиационными поясами, другие тормозятся в ионосфере, третьи рассеиваются и т. д. Это лишает астрономов возможности узнать о всех процессах, идущих во вселенной, и ученые довольствуются сегодня лишь несколькими буквами из космической азбуки.
Космонавт, летящий вокруг Земли, даже днем видит звезды. А ученые лишены такой возможности, потому что существует так называемое фоновое излучение. Оно создается благодаря свечению неба в верхних слоях атмосферы и рассеиванию света в нижних слоях. Когда наступают сумерки, города зажигают огни, и светлое зарево видно на много километров. Оно скрывает небесные тела, и мы вынуждены размещать обсерватории все дальше от городов. Однажды в Пулковской обсерватории мне показали фотопластинку. Она была покрыта «вуалью», словно побывала в руках неопытного фотографа. Астрономы объяснили, что вуаль — автограф огней Ленинграда.
Перечень бед наземной астрономии далеко не исчерпан сказанным. Атмосфера не только многое скрывает от ученых, но и пытается ввести их в заблуждение. Она заставляет звезды мерцать. Космонавты утверждают, что звезды на небосводе горят ровно, как электрические лампочки. А на Земле они мерцают, словно кто-то то гасит их, то зажигает. Воздух находится в непрерывном движении: поднимается ввысь, опускается, путешествует вдоль земной поверхности. А если учесть, что в воздухе много всевозможных частиц, то нетрудно догадаться, сколько неприятностей доставляют воздушные течения астрономам. И приходится им со своими телескопами забираться высоко в горы, где атмосфера не столь толста, где хоть чуть-чуть лучше видно…
Если вы взглянете в окуляр телескопа, нацеленного на Марс, не думайте, что тотчас же увидите знаменитые «каналы», которые уже с детства поражают воображение и существование которых мы невольно связывали с жизнью наших «братьев по разуму». Вы увидите только расплывчатые светлые и темные пятна. «Атмосфера! — коротко комментирует астроном. — Лишь во время просветлений мы видим эти „каналы“…»
Так вот она какая, атмосфера Земли, столь поэтически воспетая Камиллом Фламмарионом. Помните: «Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек — все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане: его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые… Не кто иной, как она, покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и громадное, многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча для того, чтобы отдать ее нам впоследствии…»
Великий поэт атмосферы забыл нам сказать лишь об одном: атмосфера всегда стояла между нами и космосом, и нужно пройти сквозь нее, чтобы узнать больше, чем было известно раньше…
Прорваться сквозь атмосферу ученые попытались с помощью телескопов-гигантов, надеясь, что они помогут преодолеть «астрономическую близорукость». И если атмосфера ничего не могла поделать, когда в цехах заводов шлифовались огромные зеркала, то ей на помощь сразу же пришла иная могучая сила — масса планеты.
Астрономы надеялись на большие телескопы. Светосила таких инструментов велика, с их помощью можно было бы рассмотреть очень и очень слабые светила, потому что фоновое излучение атмосферы не способно оказывать влияние на их «зоркость». Однако большие зеркала слишком много весят, и под своей тяжестью они прогибаются. Опять тупик…
Когда астрономы поняли, что из величественного потока волн, рождающихся во вселенной, слышны лишь некоторые «звуки», они попытались как-то нейтрализовать атмосферу. В первую очередь надо было выяснить, почему образуются провалы в спектре, какие компоненты атмосферы гасят волны, накатывающиеся на Землю из космоса.
Многие астрономы посвятили этому свою жизнь. В сложнейших, хитроумно поставленных экспериментах они раскладывали атмосферу на ее составляющие и методично, подобно криминалистам, выясняли «вину» и азота, и водяного пара, и кислорода. Виновными оказались все.
Волны, длина которых меньше 3000 ангстрем, гасились озоном. Он как бы отрубал «хвост» ультрафиолетового диапазона спектра.
В области от 800 до 1800 ангстрем также образовывался провал. Но здесь уже сказывалось влияние молекулярного кислорода. Более короткие волны гасились атомарным кислородом и молекулярным азотом. Пары воды, столь обильные в нашей атмосфере, поглощают ультрафиолетовое излучение, и притом настолько эффективно, что создается иллюзия, словно этого излучения и не существует.
Ничего не скажешь — естественная броня нашей планеты хорошо защищает нас от смертоносного космического излучения, но одновременно атмосфера тщательно скрывает портрет тех разнообразных частиц, которые столь интенсивно бомбардируют землю.
Первые же запуски зондов на высоту 30–40 километров показали, что атмосферная броня не так уж толста. И астрономы задумались о том, как организовать на таких высотах обсерватории.
Исследователи начали совершать увлекательные путешествия на аэростатах, вооружившись астрономической аппаратурой. И наука обогатилась бесценными наблюдениями. В руках ученых оказались великолепные фотографии солнечной поверхности. Впервые были получены спектры Венеры и Марса, на которых уже не появлялись линии, присущие земной атмосфере.
Благодаря аэростатной астрономии ученые установили, что на Венере чрезвычайно мало молекулярного кислорода. Много лет спустя «Венера-4», совершавшая полет в атмосфере Утренней звезды, подтвердила эти данные.
Аэростатная астрономия до сих пор пользуется популярностью, несмотря на то, что телескопы постепенно перекочевывают на орбитальные станции и спутники, и, казалось бы, эта прабабушка внеземной астрономии должна уже умереть. Но нет — аэростаты по-прежнему на вооружении науки.
Несколько лет назад в нашей стране был запущен аэростат на высоту 20 километров. На его борту разместилась мощная астрономическая обсерватория, вес которой приближался к восьми тоннам. К сожалению, столь большую обсерваторию пока невозможно разместить на орбитальной станции, и еще некоторое время астрономические аэростаты будут подниматься в небо и в нашей стране, и в США, и в Индии, и в Канаде, и во Франции, и в других странах.
В 50-х годах у аэростатной астрономии появился весьма сильный «ракетный конкурент».
Ракеты стартовали одна за другой. Проходило несколько минут, и новая огненная стрела уносилась ввысь. Почти час степь разносила эхо стартов.
А затем высоко в небе образовывались искусственные облака — синие, розовые, фиолетовые, желтые. Этот пестрый караван медленно плыл над землей. Ученые тщательно следили за ним — определяли скорость и направление движения. Так началось планомерное изучение зоны серебристых облаков.
В ракетах вскоре появились новые пассажиры — астрономические инструменты, даже целые ракетные лаборатории — высотные геофизические автоматические станции (ВГАС). ВГАС весила около 400 килограммов.
Станция располагалась в головной части ракеты. За пределами атмосферы ВГАС отделялась от последней ступени ракеты и продолжала полет по расчетной траектории. Сделав гигантскую петлю в космосе, ВГАС возвращалась на Землю. Парашюты раскрывались, и станция опускалась на поверхность, доставляя ученым научные измерения, которые она вела на протяжении своего полета.
Запуски ВГАС помогли установить состав и плотность атмосферы, определить яркость неба на различных высотах, получить первые данные о космических лучах, определить характер ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и т. п.
Геофизические ракеты забирались все выше и выше, но их полеты уже не могли удовлетворить ученых: находясь за пределами плотных слоев атмосферы всего 10–15 минут, ВГАС давала только кратковременную картину процессов, фотографию, а нужен был «полнометражный фильм». Длительность эксперимента — вот что стало главным.
На борту первой пилотируемой станции «Салют» находился гамма-телескоп, нацеленный в центр Галактики. Космонавты Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев несколько раз включали его. «Земля» принимала информацию с борта станции. Ученые слышали голоса миров, находящихся очень далеко от Земли.
А с борта «Салюта» космонавты вели постоянные наблюдения за Солнцем. Телескоп ОСТ-1 позволил экипажу исследовать наше дневное светило в диапазоне 850–1350 ангстрем, недоступном для земных телескопов. Именно в этом диапазоне излучается водород, а также ионизированные атомы углерода, азота, кислорода, магния, железа и других элементов.
Когда функционировала первая орбитальная станция, мы услышали много радостных слов от астрономов. Ученые, начиная от прославленного академика и кончая только что вступившим на нелегкую стезю астрономии выпускником МГУ, не смогли сдержать своей радости. Им грезились большие орбитальные станции, с которых во все стороны космоса нацелены телескопы.
И нельзя упрекать астрономов в прожектерстве, мы даже способны понять их волнение — слишком много неприятностей доставляет им та самая атмосфера, которая заботливо прикрыла нашу планету от смертоносного космического излучения.
— А может быть, астрономам лучше вообще переселиться с Земли на Марс или на космическую станцию?
— Свой рабочий день они, конечно, предпочли бы проводить там. Ведь как обидно бывает, когда они несколько лет готовятся к эксперименту, а он не по их вине срывается…
— Можно провести наблюдение в другое время.
— А если условия будут подходящими только через десятки лет?
К солнечному затмению 1961 года ученые готовились долго и кропотливо. Тщательно проверяли аппаратуру, проводили тренировки. В те несколько минут, когда лунный диск закроет Солнце и по поверхности Земли промчится полоса тени, можно увидеть солнечную корону, ту самую загадочную корону, в которой рождаются потоки частиц, врезающиеся в атмосферу Земли и вызывающие ионизацию ее верхних слоев, полярные сияния и многие другие явления.
Гигантская тень приближалась. Она уже пересекла границы нашей страны. Вот она вблизи Ростова, еще несколько минут, и… Но инструменты так и остались зачехленными, астрономы молча стояли возле них, проклиная погоду… Небо затянула плотная серая пелена облаков. Пошел тяжелый, мокрый снег.
Сфотографировать солнечный диск, закрытый Луной, удалось только с Ту-104, который, вырвавшись из облаков, с предельной скоростью мчался за убегающей тенью. Ученым повезло: в их распоряжении оказалась мощная машина, способная нести астрономическое оборудование. Случись подобное 10–15 лет назад, астрономы не смогли бы наблюдать уникальное космическое явление и так и простояли бы у зачехленных инструментов.
«Этот пример лишний раз подтверждает, как важно нам, астрономам, оказаться за пределами атмосферы, — говорит известный советский астроном, доктор физико-математических наук профессор Б. Кукаркин. — Астрономия больше, чем другие науки, заинтересована в развитии космонавтики. И уже первые эксперименты в космосе подтвердили это.
С помощью искусственных спутников Земли и автоматических станций сделаны выдающиеся открытия. Обнаружены пояса радиации, уточнен состав верхних слоев атмосферы, получены снимки обратной стороны Луны, произведен анализ космической радиации, установлено отсутствие заметного магнитного поля Луны, исследованы Марс и Венера и т. д. Эти открытия были бы невозможны без выхода в космос. И они многое дали не только науке, но и народному хозяйству, потому что после полетов ракет и спутников теория атмосферы претерпела существенные изменения, что сказалось на прогнозировании погоды.
На протяжении своей тысячелетней истории астрономы могли изучать лишь свет, идущий от звезд и планет, и по нему судить о свойствах небесных тел. И астрономам нужно отдать должное: они сделали все от них зависящее и безмерно обогатили человеческое знание.
Однако астрономы не могли экспериментировать в отличие, например, от физиков, которые с помощью многочисленных установок ускоряют и замедляют процессы, изучая их во всем разнообразии (а это основной метод познания любой науки).
Звезды настолько удалены от нас, что их можно считать точечными источниками света, их диаметр нельзя разглядеть даже в самые мощные телескопы. Астрономы стараются наблюдать за звездами, когда они в зените. Если они низко над горизонтом, свет преломляется в атмосфере, и пятно сменяется радужными полосками — спектром. Исследователю становится еще труднее. А слабые звезды вообще недоступны наблюдению из-за свечения ночного неба…
А теперь представим себе обычный телескоп с диаметром зеркала 1–2 метра, установленный на поверхности Луны. Четкость изображения такого телескопа окажется очень высокой, недоступной любым наземным инструментам. И бесспорно, уже первые наблюдения с помощью такого „космического“ телескопа приведут к открытиям неизвестных нам явлений во вселенной.
Если на околоземную орбиту вывести орбитальную лабораторию с телескопом, площадь зеркала которого будет в 30 раз меньше, чем у крупнейшего в мире Паломарского телескопа, он „увидит“ столько же, сколько и этот земной гигант, потому что в космосе нет ни тяжести, ни фонового излучения, ни конвекции.
Астрономы сейчас спорят: где создавать космические обсерватории — на орбитальных станциях или на Луне? Мне кажется, и там и там, хотя стабилизация больших инструментов в космическом пространстве — чрезвычайно сложное дело. Потребуется масса громоздких установок, потребляющих много энергии. На Луне проще установить аппаратуру, и условия там отличные: атмосферы нет, вес в шесть раз меньше, чем на Земле. Я думаю, что уже в этом столетии на естественном спутнике Земли появятся астрономические обсерватории и именно здесь получит дальнейшее развитие „внеземная астрономия“.
Не думайте, что я фантазирую, — улыбается профессор Б. Кукаркин. — Да, построить такую обсерваторию трудно. Технически трудно. Пока. Но это уже не фантазия, а видимое будущее. Тогда наконец мы сможем выяснить природу быстрого освобождения энергии в сверхновых звездах. За короткий промежуток времени они выделяют колоссальную энергию. Трудно себе представить ядерный процесс, дающий такой выход энергии. А может быть, это не ядерный процесс? Тогда какой же? Пока неясно. Ясно одно: с выходом астрономии в космос будет наконец найдена разгадка звездных процессов, что поможет по-новому добывать энергию на Земле. Это с лихвой окупит все затраты на космические исследования».
— Без звездных станций мы пока обходимся.
— Вы правы — пока. А нашим внукам они будут нужны как воздух.
— Что же, тогда давайте строить обсерваторию на Луне.
— Лунные обсерватории могут и не потребоваться. Более того, они окажутся не столь эффективными. Уже сегодня созданы обсерватории на орбитальных станциях. А на Луне их, наверное, не будет…
Благодаря ученым Крымской астрофизической обсерватории (КРАО) «Луноход-2» превратился в лунную обсерваторию. На автомобиле, который путешествовал в Море Ясности, был установлен астрофотометр — безлинзовый электронный телескоп со специальным светопроводом. Его назначение — регистрация излучения больших участков неба и светимости звездных полей.
Звездное поле… Оно раскинулось над нами и каждую ночь, если, конечно, небо не затянуто тучами, манит к себе мириадами огненных точек и бесконечностью. Но отсюда, с Земли, звездное поле выглядит иначе, чем из космоса…
«И с Луны, и из космических кораблей звездные поля иные, — рассказывает директор КРАО академик А. Северный. — Очень давно, по-моему, в 1959 году мы втроем обсуждали эту проблему. Это были Мстислав Всеволодович Келдыш, Сергей Павлович Королев и я. Уже было ясно, что в ближайшие годы астрономия выйдет в космос, и перед Академией наук стоял вопрос: как наиболее эффективно воспользоваться представившимися возможностями? Мы начали создавать первый внеземной телескоп… В 1964 году он отправился за пределы Земли на спутнике „Космос-51“. Через четыре года мы работали на „Космосе-213“. А затем телескоп появился на „Луноходе-2“.
Нам важно сравнить светимость звездного неба по данным со спутников и с Луны. Кстати, с „Космосов“ была получена чрезвычайно любопытная информация: выяснилось, что свечение неба на 30 процентов больше, чем ожидалось по теоретическим данным. Это связано с рассеиванием света в самых верхних слоях атмосферы и, вероятно, в метеорном облаке, если оно существует вокруг Земли. На Луне нет атмосферы, и мы настаивали, чтобы наш прибор обязательно был там. Любая линза или шлем скафандра искажают реальную картину. Даже самое прозрачное стекло, тончайшая пленка пыли рассеивают свет. Вот почему предпочтительнее безлинзовые телескопы… Короче говоря, нам важно послать на Луну „объективного наблюдателя“ — им и является наш телескоп. В конечном счете он должен подсказать ученым, где лучше создавать обсерватории — на Луне или на орбитальных станциях.
Знание светимости неба нужно и для космогонии. Нам нужно глубже заглянуть во вселенную. Есть ли между звездами далекие галактики или там нет ничего? Хотя вопрос и несколько парадоксален, но он связан и с теорией о расширяющейся вселенной и будущем мироздания, в котором живет наша солнечная система. Я не хочу углубляться в эту тему, она чрезвычайно сложна, подчеркиваю лишь, что светимость неба интересует астрофизиков не из простого любопытства…
Еще одна проблема — это исследование зодиакального света. В южных широтах иногда можно увидеть гигантский светящийся клин, поднимающийся из-за горизонта. Это зодиакальный свет, созданный космической пылью. Она сгущается вокруг Солнца. Удачное расположение лунохода позволяет наблюдать зодиакальный свет лучше, чем с Земли и даже со спутников. И, наконец, исследование свечения звездных полей и, в частности, Млечного Пути. В поле зрения астрофотометра попадает полоса неба, где наблюдается Млечный Путь и галактический полюс. Первый богат звездами, у второго их мало. Любопытно сравнить данные о свечении этих областей.
Наш телескоп определил, что на Луне свет звездных полей видится сильно рассеянным, — продолжает академик, — пылевая „атмосфера“ Луны оказывает слишком большое влияние. Очевидно, лучше всего создавать обсерватории на орбитальных станциях. Как подтвердили полеты „Салютов“, где устанавливались телескопы, в том числе и наш, — это идеальный наблюдательный пункт во вселенной.
…Крохотный прибор, находившийся на „Луноходе-2“, дал сенсационные результаты. Экипаж „Аполлона-17“ оставил на Луне миниатюрную научную станцию, которая регистрировала изменение освещенности поверхности. Этот прибор дополнил данные „Лунохода-2“. Оказывается, на Луне каждый „вечер“ и „утро“ бывают пылевые бури! Они проносятся над поверхностью со скоростью несколько тысяч километров в час! Это открытие подтвердило мнение тех, кто предпочитал работать на орбитальных станциях».
— А почему же на «Салютах» еще ни разу не побывал астроном?
— Астроном есть в каждом экипаже.
— Позвольте, но там только командир и бортинженер. Например, кандидаты наук Г. Гречко и В. Севастьянов. Где же астрономы?
— Экипаж готовится к полету не менее года, а иногда и больше. Каждый космонавт орбитальной станции обязательно проходит «астрономическую подготовку». Космонавт — это десятки специальностей, слитых воедино. Причем некоторые из них, по нашим земным представлениям, очень далеки.
— Какие, например?
— Астрономия и геодезия.
— Вы хотите сказать, что и геодезистам без орбитальных станций не обойтись?
— Именно так…
«Пурга. Ничего не видно. Мы не найдем их».
«Я не мог ошибиться, — сказал штурман. — Почему их радиостанция не работает? Что могло случиться?»
«Быть может, что-то испортилось в рации. Надо подождать еще сутки. Завтра они выйдут в эфир, — убеждал пилот. — С такими ребятами ничего не может случиться. Смелые парни, такие не погибают…»
«Пора назад, — командир корабля, до сих пор не принимавший участия в разговоре, смотрел на приборы. — Горючего осталось мало. Я возвращаюсь».
Самолет лег на левое крыло.
«Пурга стихает, — заметил врач, — сделаем еще круг».
«Хорошо, — согласился командир, — еще круг можно».
Внизу неожиданно посветлело. Летчики не удивились: в Арктике погода меняется иногда по нескольку раз за час.
«Их нет! — сказал штурман. — Никого не видно. Может, зарылись в снег, сейчас откапываются…»
«Ждать больше не могу, — отрезал командир. — Мало горючего. Я возвращаюсь…»
Самолет взмыл вверх.
Группа полярных исследователей была далеко от того места, над которым кружил самолет. Однако его услышали. Через несколько минут на Большую землю была отправлена радиограмма.
«Как же так? — недоумевал впоследствии врач. — Ведь вывели самолет точно на группу. Не могли же они уйти во время пурги за сто километров!»
Штурман улыбнулся: «Это еще небольшая ошибка, на точку пришли правильно. Опыт помог. Если бы лететь только по приборам, они бы нас вообще не услышали».
Врач недоуменно смотрел на него.
«Земля-то очень неровная, — вздохнул штурман, — плохо мы ее знаем. Вот и ориентироваться трудно. А приборам не всегда верить надо. Не могут они работать абсолютно точно».
«Конструкция плохая?»
«Нет, загвоздка в другом. Тут геодезисты виноваты. Не могут они определить, какая она, Земля-то наша».
«Не понимаю».
Форма Земли неизвестна до сих пор. Как бы точны ни были штурманские расчеты, ошибка обязательно будет. Без радиомаяков и наземных ориентиров любой корабль или самолет заблудился бы…
Началось все с обычного маятника. Его изобретатель, французский ученый X. Гюйгенс, безапелляционно утверждал, что для любого пункта земного шара его маятник — эталон точности. Однако астроном Рише, вернувшись в Париж с одного из экваториальных островов, на заседании академии рассказал, что с первого же дня пребывания на острове маятниковые часы стали катастрофически отставать. Чтобы ускорить их бег, маятник пришлось укоротить. Все время, пока Рише находился на острове, часы с укороченным маятником шли нормально. Но стоило возвратиться в Париж, как они тотчас начали спешить.
Академики единодушно решили, что виновата жара.
«Гюйгенс не мог ошибиться, — рассуждали маститые ученые. — Это выскочка Рише забыл, что на острове слишком жарко. Маятник железный, он удлинился из-за повышения температуры».
Рише попытался возражать, но был тотчас наказан: его исключили из академии. Он оказался без вины виноватым. Через несколько лет его невиновность была доказана.
Сделал это «вульмсторпский фермер» И. Ньютон, человек, как будто специально рожденный на свет затем, чтобы не соглашаться с мнением корифеев науки. Недолго думая, он нагрел маятник и доказал, что для того, чтобы часы на экваторе отставали из-за линейных температурных расширений, там должно быть на 200 градусов теплее, чем в Париже. Доказывать, что на экваторе несколько прохладнее, И. Ньютон не стал.
Но где же причина?
Работы И. Ньютона, И. Кеплера, Г. Галилея и X. Гюйгенса привели ученых к выводу, что Земля вовсе не шар. Вот если бы она состояла, например, из воды и вращалась вокруг своей оси, тогда она обязательно превратилась бы в шар — утверждает закон всемирного тяготения.
Ученые разделились на два лагеря.
На основании своих расчетов И. Ньютон доказывал, что Земля сплюснута у полюсов. Его поддерживали немногие. Большинство ученых склонялось к мысли, что наша планета, напротив, вытянута к полюсам и по форме напоминает куриное яйцо. Многие, аргументируя эту точку зрения, утверждали: «Все живое происходит из яйца». Поборников «теории яйца» не смущало даже то, что астрономы видели в телескопы: Юпитер сжат у полюсов.
Спор затянулся на 50 лет. От его разрешения зависела судьба «краеугольного камня» науки XVIII века — закона всемирного тяготения. Справедлив он или нет? Давно скончался «виновник всех бед» — Рише. И. Ньютон стал глубоким старцем, а спор все не угасал. Стали измерять длину градуса в различных районах Франции. Измерения оказались настолько противоречивыми, что с успехом подтверждали то ту, то другую теорию.
Наконец, парижская Академия наук отважилась на решительный шаг, снарядив научные экспедиции по измерению двух меридианов — на юге и на севере. Одну из них возглавили академики Годэн, Буге и Лакондамин, другую — Мопертюи. Первая направилась в Перу, вторая — на границу Финляндии и Швеции.
Через год северная экспедиция вернулась на родину. Ее измерения, проведенные с большой для того времени точностью, подтвердили, что длина градуса на севере на 737 метров больше, чем во Франции. Земля оказалась сплюснутой!
Через девять лет возвратилась и южная экспедиция. Градус в Перу оказался на километр короче, чем в Скандинавии. Ш. Мопертюи писал: «Если мы вычертим карту, построив ее по тем градусам, которые даны в таблице Кассини для Земли-лимона, а потом окажется, что Земля имеет форму, предписанную Ньютоном, то на ширине Тихого океана близ экватора эта карта даст ошибку в 300 километров. А разве мы не слыхали о множестве кораблекрушений, происшедших из-за гораздо меньших ошибок?»
Работа экспедиций послужила началом интенсивных измерений нашей планеты, продолжающихся до сего времени.
Когда Земля считалась круглой, все казалось просто. Можно было, сидя в кабинете, нанести на планету градусную сетку. Но Земля оказалась сплюснутой, и ее предстояло измерить. Для этого пришлось выйти из кабинета и пройти с «аршином» в руках по земной поверхности, по крайней мере там, где возможно.
Сорок лет измерял дугу от Дуная до Северного Ледовитого океана выдающийся русский астроном В. Струве. Результатами работы, проведенной в середине прошлого века, геодезисты пользуются до сегодняшнего дня.
Широко велись градусные измерения и в Западной Европе, Азии, Америке. Многочисленные экспедиции отправлялись в джунгли, пересекали материки, скитались в африканских пустынях. Отчетами об их работе зачитывались, как увлекательными приключенческими романами. Ученые заново открывали Землю.
С первых же лет Советской власти в Советском Союзе широко развернулись геодезические работы. К 1940 году было измерено около 100 тысяч километров меридианов и параллелей.
По работам русских и зарубежных ученых стало возможным более точно представить форму Земли. Еще в 1910 году американец Д. Хейфорд вычислил размеры земного эллипсоида. Они были приняты всем миром. Но поскольку показатели различных геодезических исследований все-таки несколько разнились, член-корреспондент Академии наук СССР Ф. Красовский заподозрил, что выводы его американского коллеги несколько ошибочны. Несмотря на то, что большая часть земного шара — океаны и труднодоступные места — не была промерена, Ф. Красовский совместно с А. Изотовым установили, что расстояние от центра Земли до полюса на 21 километр 382 метра меньше расстояния от центра Земли до экватора. Земля оказалась сжата не так сильно, как предполагал И. Ньютон.
Итак, форма Земли установлена? Ничего подобного! Градусные измерения проведены далеко не везде. Тихий океан, Африка, большая часть Азии, Антарктида и многие другие районы планеты были для геодезистов недоступными.
Двести лет потребовалось для того, чтобы убедиться, что Земля — эллипсоид. Двести лет потребовалось для того, чтобы ошибиться, потому что Земля — геоид!
— Этим открытием мы тоже обязаны космонавтике?
— Не торопитесь. Спор о форме планеты только начинался…
В начале века на одном из международных геодезических конгрессов немецкий астроном X. Кюстнер сделал сенсационный доклад. Он заявил, что город Берлин перемещается! «Широта Берлина за несколько лет изменилась на сотые доли секунды», — заявил X. Кюстнер.
И хотя названная величина довольно незначительна (одна секунда равна 30 метрам), сообщение ученого поразило участников конгресса. Еще бы, если за два-три года город передвигается на несколько сантиметров, то как далеко он уйдет через несколько столетий?
Как ученый пришел к потрясшему всех выводу? Он вычислил координаты звезд. Незадолго до него подобную работу проводили русские астрономы в Пулкове. Но когда X. Кюстнер сравнил свои результаты с пулковскими, он удивился — они получились разные! Зная, что русские астрономы вычисляли тщательно и ошибиться не могли, немецкий ученый вновь повторил свои измерения. Нет, и он не ошибся. Оставалось единственное объяснение: в промежуток времени между обоими вычислениями широта Пулкова и Берлина изменилась.
Проверка предположения X. Кюстнера показала, что города предпочитают перемещаться, а не стоять на месте. Необходимо было тщательно следить за этими передвижениями. Кто знает, может быть, они помогут открыть еще одну тайну нашей беспокойной планеты. Ведь ученые не раз наблюдали, как малейшая ее «причуда» оборачивалась полной неожиданностью…
Землю кольцом опоясали специальные станции, работники которых постоянно следят за изменением широт. Теперь всем ученым известно, что широты постоянно меняются.
Но что происходит с полюсами Земли, теми точками на ее поверхности, через которые проходит воображаемая земная ось? Полюсы, оказывается, тоже не стоят на месте! Они движутся в сторону вращения Земли, вычерчивая замысловатую спираль. Никаких закономерностей в их движении нет. Бывают годы, когда полюсы, словно устав от блужданий, почти неподвижны. А потом нежданно вновь начинают вычерчивать спираль.
Кажется, будто к одной из сторон земного шара прикреплена гиря, заставляющая его качаться на воображаемой оси.
Что же делается с широтами и полюсами? На Земле происходят грандиозные смещения масс: поднимаются и опускаются материки, под мощным притяжением Луны взмывают вверх океанские волны. Постоянно меняется объем воды в океане, падает снег. Даже распускающиеся листья и вылезающая из земли трава влияют на земную ось.
Одна из основных причин передвижения полюсов — ветер. Так, зимой воздух над Сибирью весит почти на 20 миллиардов тонн больше, чем летом.
Но сильнее всего влияет на полюсы Солнце. Именно оно определяет и колебания суши, и состояние атмосферы. Установлена четкая закономерность: чем больше тепла посылает Солнце на Землю, тем больше отклоняются полюсы от первоначального положения. Меняются и значения широт. Вот почему «путешествуют» по нашей планете города!
Чтобы окончательно выяснить форму Земли, надо знать, какова сила притяжения в каждой точке ее поверхности. Если бы Земля состояла из однородного материала, то сила тяжести в любой ее точке была бы всегда одинакова. Но земная ось колеблется, и центр тяжести Земли «путешествует» по ее глубинам. Сила земного притяжения меняется в зависимости от количества выпавшего снега в тех или иных районах, от силы муссонов и пассатов, из-за далеко не равномерной работы мощнейшей «приливной станции» — Луны.
И опять (в который уж раз!) ученым пришлось организовывать новые станции — гравиметрические. С помощью точнейшей аппаратуры здесь ведутся ежедневные измерения.
Гравиметрических станций построено много, но в океанах, непроходимых лесах и т. п. их нет. Поэтому определить абсолютно точно форму Земли невозможно и гравиметрическими способами. Теоретические же методы расчета формы планеты не обладают достаточной точностью, особенно для нужд космонавтики.
Выводить в космическое пространство искусственные спутники Земли нужно с ювелирной точностью. Огрехи, довольно частые здесь, случаются из-за незнания точной формы нашей планеты. Так, ошибка на десятые доли градуса уведет космический корабль на много сотен километров в сторону от Венеры. До сих пор легче вычислить точные координаты тела в космосе, чем на поверхности Земли, и это одна из причин того, почему автоматические межпланетные станции стартуют с орбиты искусственного спутника Земли.
Форму планеты легче определить со стороны. Пока не было искусственных спутников Земли, ученые использовали единственный естественный — Луну, изучая ее движение.
Луна находится сравнительно недалеко от Земли, поэтому чутко реагирует на изменение сил земного притяжения. С помощью Луны можно проследить не только неравномерное движение Земли вокруг своей оси, но и распределение масс на нашей планете. Из-за того, что Луна по-разному притягивается отдельными сторонами Земли, путь ее искривляется. Лунная орбита напоминает ухабистую дорогу. Чем больше «выбоина», тем сильнее земное притяжение. Глубина «рытвин» довольно разная, и с помощью точных астрономических инструментов измерять их уже можно. Когда Земля наклонена к Луне полюсом, сила притяжения уменьшается. На основании этого советский астроном К. Баев установил, что экваториальный радиус почти на 1/300 короче полярного.
И все же ученые недовольны. В распоряжении науки должны быть абсолютно точные данные, а их нет. Несколько столетий она все ближе и ближе подходила к истине, но все-таки оставалась далека от нее. Луна, безусловно, помогла в этих поисках, но, во-первых, на ее движение оказывают влияние лишь очень большие массы Земли, во-вторых, сама Луна слишком велика. Поэтому в измерениях появляются ошибки. Вот если бы она превратилась в точку, тогда бы…
4 октября 1957 года в небе появилась такая «точка» — первый искусственный спутник Земли!
Спутник вращается вокруг Земли по эллипсоиду. Но орбита его постоянно меняется. Его путь, подобно лунному, усеян «кочками» и «ухабами». Так как спутник ближе к земной поверхности, чем Луна, он более чувствителен к малейшим колебаниям земного притяжения.
Очень чутким прибором оказался спутник! Его полет — повторение формы Земли. Обработав на электронных вычислительных машинах данные, полученные со спутника, геодезисты могут точно отобразить на картах поверхность тех районов, над которыми он пролетал.
Спутник кажется с Земли светящейся точкой. Его размерами в сравнении с лунными можно пренебречь. Луна обходит Землю за тридцать дней. Спутник же тратит на это путешествие всего несколько десятков минут. Он внимательно «осматривает» труднодоступные районы Земли, океаны, пустыни, горы.
Уже первые полеты искусственных спутников Земли дали геодезистам много ценных сведений. По значимости эти сведения равноценны работе всех геодезических экспедиций начиная с XVI века. Геодезические эксперименты стали проводиться при полетах в космос. Во время работы орбитальных станций «Салют» космонавты провели сотни измерений, которые позволяют уточнить геодезическую сетку планеты.
Для сравнения укажем, что два месяца ежедневной геодезической съемки из космоса эквивалентны по объему информации с помощью аэрофотосъемки, получаемой за 10 лет!
— Значит, сейчас мы твердо знаем, какова форма Земли?
— Сделано многое, но не все.
— Допустим, будет еще двадцать «Салютов» — этого хватит?
— Нет. Потому что геодезистам надо измерить Марс, Венеру, Луну, определить и общие их черты, и индивидуальные особенности.
Планеты развиваются по единому для солнечной системы закону, и его важно установить. Вы что-нибудь слышали об астрогеологии?
— Нет.
— Эта наука родилась недавно. Она изучает недра планет.
— Зачем геологам Марс или Венера? Неужели они собираются завезти на них буровую установку и добывать там полезные ископаемые?
— Думаю, лучше ответит вам специалист.
«До транспортировки на Луну и планеты промышленных буровых установок довольно далеко, — говорит известный геолог и географ академик А. Яншин. — Но мне, как и моим коллегам, хочется осмыслить, какие же перспективы открываются перед геологией? На мой взгляд, они огромны. Нет такой области знания, на которую освоение космического пространства в той или иной мере не наложило свой отпечаток. Но, пожалуй, ярче всего пример геологии.
Полеты искусственных спутников предоставили в распоряжение геологов богатейший материал. Сведения, полученные при помощи установленных на спутниках геофизических приборов, рассказали ученым о распространении гравитационного и магнитного полей Земли с такой точностью, какая недостижима при измерениях непосредственно на ее поверхности. Бесценный материал дали и измерения траекторных отклонений спутников, по которым также можно судить о распределении сил гравитационного поля Земли.
И если сейчас, когда совершены только первые полеты в просторы вселенной, получены такие результаты, то насколько же велики перспективы, связанные с освоением других планет солнечной системы! Различные планеты как космические тела находятся на разных стадиях развития. Изучение их даст богатейший материал для понимания истории развития Земли.
Очутившись на некоторых из этих планет, мы сможем как бы переместиться в прошлое и наблюдать явления, которые происходили на Земле десятки и сотни миллионов лет назад. Эти наблюдения помогут нам заполнить или расшифровать многие страницы летописи развития Земли.
Известно, что в солнечной системе пока не найдено элементов, которые не встречались бы на Земле. Но распределены они на нашей планете неравномерно. Очевидно, в этом „виновато“ ее внутреннее устройство.
Даже сверхмощные буровые установки пока еще могут проникнуть в земную кору лишь на глубину 7 километров. В ближайшие годы советские ученые предполагают углубиться на 15 километров. Это нелегко: каждый последующий метр дается с трудом, и, хотя буровая техника совершенствуется, мы не можем увеличить глубину проходки скважин в несколько раз. А на других планетах мы, вероятно, прямо на поверхности сможем наблюдать явления, аналогичные тем, которые происходят в глубинах Земли.
Сейчас уже становится несомненным, что по мере освоения космоса центр тяжести геологических исследований будет все более перемещаться в область сравнительного изучения строения различных планет. В будущем наука о Земле наряду с марсологией, селенологией и т. д. составной частью войдет в сравнительную планетологию.
В недалеком прошлом ученые могли проводить геологические изыскания на ограниченной территории: изучались лишь некоторые участки земной коры в Европе и Америке. Обнаруженные при этом закономерности геологического строения и развития приписывались всей Земле. В последние десятилетия в связи с геологическими исследованиями в Индии, Китае и в других странах в эти представления пришлось внести серьезные коррективы. Выяснилось, что многие законы, казавшиеся общепланетарными, имеют лишь локальное значение. По-видимому, и в строении других планет будут обнаружены закономерности, как общие с земными, так и в корне отличающиеся от них, что, бесспорно, расширит наши представления о Земле и о законах планетообразования вообще.
Много пользы принесет и сравнительное геофизическое изучение планет, которое будет вестись параллельно с изучением минералогического состава пород.
Огромный интерес у геологов вызовут вопросы сравнительной петрографии различных планет. Иногда в метеоритах обнаруживается такое сочетание минералов, которое не наблюдается в земных породах. Встречаются ли подобные сочетания на соседних планетах? Ответ на этот вопрос поможет проверить космогонические гипотезы планетообразования. Так, если планеты солнечной системы образовались из некогда единой массы, то разниться они будут лишь количественными соотношениями пород. Если же на планетах обнаружатся качественно разные породы, это будет свидетельством того, что наша планетная система образовалась путем захвата космической пыли различными облаками.
Освоение планет солнечной системы позволит решить и ряд других спорных вопросов геологии, например, успевший стать „вечным“ вопрос о происхождении нефти. Наука располагает двумя точками зрения на происхождение нефти. Одни ученые утверждают, что нефть образуется в результате распада органических веществ, другие (последователи Дмитрия Ивановича Менделеева) доказывают, что углеводороды нефтяного типа могут образовываться и неорганическим путем. Открытие нефти, например, на Луне сразу же решит этот спор в пользу второй группы ученых. И наоборот — если на Луне и других безжизненных планетах нефти не обнаружится, будет доказано, что она — непременный спутник органической жизни.
Что касается использования природных богатств других планет, то вряд ли окажется экономически целесообразным транспортировать их на Землю. Однако минеральное сырье, идущее на изготовление горючего для космических кораблей, будет, вероятно, добываться на других планетах. Это позволит производить там дозаправку ракет для дальних полетов. По мере освоения планет будут использоваться и другие их минеральные ресурсы.
Таким образом, — говорит академик А. Яншин, — освоение космического пространства не только в корне преобразует геологию, но и заставит ее внести вклад в освоение планет солнечной системы…»
— И вновь только обещания!
— Таков уж характер ученых — они предпочитают размышлять о будущем, а не о сделанном.
— Хотелось бы услышать несколько конкретных примеров. Мол, взлетел «Салют», космонавты провели цикл измерений, и… геологи обнаруживают нефть!
— Вы повторяете распространенную ошибку.
— А что имеется в виду?
Казалось, сказочный клад рядом. Надо только подняться в космос, взглянуть вниз, на Землю, и отправляй экскаваторы, чтобы грузить железную руду в самосвалы. Космическая геология представлялась наукой не очень сложной и удивительно заманчивой. Основания для таких предположений были. Уже первые полеты спутников дали любопытные результаты: по отклонениям орбит можно было судить о характере пород, залегающих на поверхности Земли. В частности, разведка двух крупных месторождений железной руды в Западной Сибири и Бразилии приписывалась спутникам, и никто не опровергал это.
Полеты «Салютов» показали, что в науке так просто не откроешь закон всемирного тяготения, даже если все яблоки на земном шаре упадут одновременно. И ничего не добьешься, если все время твердить: «Сезам, откройся!» Космическая геология не стала неким золотым ключиком, которым можно открывать кладовые Земли, но она заявила о себе в полный голос, превратившись в составную часть геологии.
Космическую съемку нельзя рассматривать как универсальное средство, способное заменить весь арсенал методов геологической разведки. У поисковой партии свои задачи, у аэрофотосъемки — свои, а космическим геологам выпадает на долю то, что невозможно сделать на Земле или с борта самолета. Крупные геологические образования невозможно рассмотреть вблизи. Они просматриваются тем отчетливее, чем глубже залегают. Новые представления о геологическом строении некоторых районов страны, казалось бы, уже изученных, — вот первые итоги анализа снимков с «Салютов» и «Союзов».
Во время одного из полетов «Союза» был сфотографирован большой участок земной поверхности. И хотя в этом районе уже несколько раз велась аэрофотосъемка, только на космическом снимке были видны своеобразные геологические образования. По снимку специалисты сразу же определили: в этом районе есть соляные купола, а значит, надо вести разведку на нефть и газ. Чтобы прийти к этому обычными методами, геологической партии из 8 человек потребовалось бы 15 месяцев… Вот почему геологические эксперименты включаются в программу полета каждой орбитальной станции «Салют».
Экипажу «Салюта-3» — П. Поповичу и Ю. Артюхину — предстояло провести съемку южных районов нашей страны, в частности Кавказа. Сам по себе снимок из космоса не очень многое может сказать геологу, если не разработать специальные методы дешифровки. Способы, применяемые в аэрофотосъемке, не могут быть использованы в полной мере. «Вмешивается» атмосфера Земли — ее влияние нельзя не учитывать, да и леса, поля, снежный покров тщательно скрывают геологические особенности района, которые интересуют специалистов.
Кавказ уже фотографировался с «Союзов» и «Салютов». Были определены условия съемки, появились и методы дешифровки снимков. Казалось бы, район Кавказа изучен досконально и неожиданностей быть не может. Но эксперимент на борту «Салюта-3» был запланирован по нескольким причинам. Во-первых, дешифровка снимков из космоса и сравнение полученных данных с реальными позволяют убедиться в эффективности съемок с орбиты. Во-вторых, любая наука, и в первую очередь геология, постоянно нуждается в «самопроверке». Не редкость, когда на освоенных площадях обнаруживаются новые месторождения.
Район Кавказа, и особенно Апшеронского полуострова, богат нефтью и газом. Геологи исходили его вдоль и поперек. Каково же было их удивление, когда снимки с «Салюта-3» выявили новые, неведомые ранее структуры. Используя эти данные, ученые создали новую тектоническую схему. Практическое значение ее велико — схема используется теперь при организации поисковых работ на нефть и газ.
Все совершеннее становится геологическая съемка с борта пилотируемой орбитальной станции. Пройдет еще несколько лет, и космосъемка станет столь же обычной, как и аэрофотосъемка. И, уходя в тайгу, в пустыни, в горы, человек с геологическим молотком в руках будет вооружен более точными знаниями о том, что он может найти в подземных кладовых и где они расположены.
— Это хорошо, что космонавты начинают заниматься сугубо земными делами. Но, согласитесь, без специалистов они не способны решить ни одной научной проблемы.
— Я бы не противопоставлял одних другим. Космический эксперимент нельзя отделять от теоретических разработок, он продолжает их. Однако бывает и иначе: космонавты, вернувшись после полета, делятся впечатлениями и своими наблюдениями. Они подсказывают новые направления поиска. Человеческий глаз — один из самых точных приборов. Подчас никакая аппаратура не способна заменить его. Уже Ю. Гагарин, хотя его полет продолжался всего полтора часа, увидел сложную цветовую гамму космической зари.
— И на Земле зори прекрасны!
— А в космосе — это одно из самых неповторимых зрелищ.
Г. Титов вскоре после своего полета писал: «…На горизонте я увидел ярко-оранжевую полосу, над которой стали возникать все цвета радуги. Небо было таким, словно я глядел на него через хрустальную призму… Перед выходом корабля из тени Земли интересно было наблюдать за движением сумерек по земной поверхности. Одна часть Земли — светлая — в это время была уже освещена Солнцем, а другая оставалась совершенно темной. Между ними была четко видна быстро перемещавшаяся сероватая полоска сумерек. Над ней висели облака розоватых оттенков.
Все было необычно, красочно, впечатляюще. Космос ждет своих художников, поэтов и, конечно, ученых, которые могли бы все увидеть своими глазами, осмыслить и объяснить».
Вот как описывают другие космонавты сумеречный ореол.
«Нижняя часть ореола, окрашенная в красно-оранжевые и желтые тона, переходит через белесую полосу к светло-голубым, темно-синим и черно-фиолетовым тонам» (В. Николаева-Терешкова).
«Последовательность окраски ореола в вертикальном направлении от линии горизонта: красно-оранжевые тона, желтые, светло-голубые, белесые, затем снова светло-голубые и синие и, наконец, белесоватые» (Д. Макдивитт и Э. Уайт).
«…От красно-оранжевых к желтым, голубым и белесым, затем опять голубые и белесые» (К. Феоктистов).
Рисунки, сделанные на борту «Восхода-2» А. Леоновым, по мнению одних космонавтов, хорошо передавали игру красок в космосе, другие же не соглашались с первым космическим художником.
Что же происходит? Почему сумеречный ореол Земли видится людьми по-разному?
Одними из первых на этот вопрос пытались ответить медики: они подчеркивали, что у каждого человека оптические характеристики глаз сугубо индивидуальны. Все мы видим по-разному.
Объяснение убедительное, но явно недостаточное. И на помощь медикам пришли физики. Проанализировав состояние атмосферы во время полетов космических кораблей, они доказали, что были различны метеорологические условия, направление визирования, положение Солнца и т. д. и поэтому цветовые картины сумеречной атмосферы казались неодинаковыми.
Уже давным-давно люди знали, что Земля круглая и атмосфера, которая окружает нашу планету, тоже имеет сферическую форму. Но до недавнего времени ученые не очень с этим считались. В своих расчетах они допускали, что атмосфера «плоская». Поступали они так потому, что стоило лишь слегка искривить эту очень удобную «плоскую атмосферу с параллельными световыми лучами», как сразу начинались сложнейшие расчеты, своеобразный математический лабиринт, вырваться из которого было очень трудно, а некоторые считали — даже невозможно. Да и особой нужды забираться в этот лабиринт не было: «плоская» атмосфера вполне оправдывала себя, результаты получались достаточно точными.
Уже первый спутник вынес приговор «плоской» атмосфере. Шагая по улице, мы не очень часто задумываемся о том, что живем на гигантском шаре, а человек в космосе никогда об этом не забывает. Он смотрит в иллюминатор и отчетливо видит край планеты. Для него Земля — сферическое тело.
Модель «плоской» атмосферы уже не могла удовлетворить ученых, и им пришлось распутывать математический лабиринт. В. Соболев и его ученик доктор физико-математических наук И. Минин первыми проложили путь.
Группа молодых ученых должна была пойти дальше. Цель: дать более эффективный метод расчета яркости планетных атмосфер, разработать строгую теорию сумеречных явлений. Задача, сформулированная в двух фразах, имела большое практическое значение. Ее решение важно не только для определения оптических свойств атмосферы Земли и других планет, но и для навигации в космосе.
Молодые ученые Ленинграда наконец получили формулы яркости сферической планетной атмосферы, учитывающие положение наблюдателя в космосе, условия освещения Солнцем и многое другое. Из умозрительных выкладок и расчетов постепенно выкристаллизовалась практически ценная работа.
Ученые проводят расчеты сумеречного ореола земной поверхности и строят цветные картинки. Они дают мозаику красок в космосе. Вместо громоздких интегралов рождается всем понятная цветная картинка.
У участников международного конгресса по астронавтике в Белграде (1967 год) доклад об этой работе вызвал большой интерес. Но о подобном они слышали впервые и, вполне естественно, не могли до конца поверить в результаты расчетов, прежде чем эксперимент в космосе не подтвердит их.
А в Ленинграде тем временем рождался прибор. Член-корреспондент АН СССР К. Кондратьев, вдохновитель и организатор этого эксперимента, предлагает включить его в программу полета «Союза-5».
…Космонавт и ученый понравились друг другу при первой встрече. Евгений Хрунов подробно расспрашивал об устройстве прибора, об особенностях эксперимента, о его значении для астрофизики. Нет, не простое любопытство привлекало космонавта к эксперименту, а глубокая заинтересованность исследователя, готовящегося взглянуть на Землю из космоса. Олег Смоктий почувствовал это, и теперь их встречи стали более «продуктивными» — исчезла настороженность, столь обычная для малознакомых людей. Постепенно они сдружились, тем более что Олегу показалось, что Евгений особо «пристрастен» именно к этой работе.
Впрочем, позднее, когда Е. Хрунов поднялся в космос и вместе со своими товарищами начал работу на борту экспериментальной орбитальной станции, О. Смоктий понял, что для инженера-исследователя корабля «Союз-5» не было в полете «главного» и «второстепенного». Все было одинаково важно: и выход в открытый космос, и съемка планеты, и многочисленные задания, которые поручили экипажам космических кораблей ученые самых разных специальностей. Пожалуй, если бы Е. Хрунову даже не удалось провести какой-то эксперимент, запланированный программой, его трудно было бы упрекнуть: он впервые работал на орбите, а человеку, покидающему Землю, космос преподносит немало сюрпризов. Но Е. Хрунов, как и члены этого экипажа Б. Волынов и А. Елисеев, не мог допустить, чтобы хоть один из запланированных экспериментов не был осуществлен. Они знали: их работа нужна людям, оставшимся на Земле.
15 января 1969 года на втором и шестом витках и 16 января на пятнадцатом Е. Хрунов проводил наблюдения сумеречного ореола Земли. Сначала он описывал его так, как видел сам, а потом, вооружившись прибором, провел эксперимент по спектрофотометрированию.
Спустя полгода космонавт и ученый напишут: «Край Земли виден отчетливо в виде черной линии. Вблизи земной поверхности сумеречный ореол окрашен в красно-оранжевые тона. По мере увеличения высоты визируемого слоя цвет ореола плавно переходит в желто-оранжевый и желтый, к которому примыкает узкая темно-синяя полоса пониженной яркости, расположенная примерно на высоте, равной 1/3 от видимого размера ореола. Сразу за темно-синей полосой располагается область, окрашенная в светло-голубые тона. Занимая приблизительно 2/3 видимого размера ореола, данная область на границе с открытым космосом (черный цвет) окрашена в темно-синие и черно-фиолетовые тона».
Потом Е. Хрунов добавит: «Краски космоса чрезвычайно нежные, переход их плавный и едва заметный…»
Сразу после полета Е. Хрунов начал работать над кандидатской диссертацией. В ее основу легли наблюдения, сделанные на орбите. Теперь Е. Хрунов — кандидат наук.
Исследования сумеречного горизонта Земли, начатые во время полета первой орбитальной экспериментальной станции, продолжаются на «Союзах» и «Салютах». Уже вышел научный труд, подводящий итоги почти пятилетних наблюдений. Среди авторов не только такие ученые, как К. Кондратьев, А. Бузников, А. Лазарев, О. Смоктий, но и космонавты — Г. Береговой, А. Николаев, В. Севастьянов.
— Согласен, что космические зори прекрасны, но нужно ли их так тщательно исследовать? Наверное, есть проблемы посложнее…
— А будущее атмосферы вас беспокоит?
— Конечно. Как и многие земляне, я тревожусь, хватит ли кислорода, не потеплеет ли климат из-за резкого увеличения углекислого газа, наконец, не закроет ли пыль в небе Солнце!
— А наблюдения за атмосферой Земли, ее оптическими свойствами — часть работы по сохранению среды. Прежде чем что-то защищать, надо знать, что именно.
— Итак, ясно: спасать надо биосферу!
— От чего?
— От вредных воздействий.
— Давайте конкретизируем — что именно наиболее опасно для биосферы.
Биосфера возникла приблизительно три с половиной миллиарда лет назад, и с тех пор она не только изменяется сама, но и «перекраивает» лик нашей планеты. Особенно интенсивно этот процесс идет сейчас, во многом обусловленный деятельностью человека. Мы, люди, вмешиваемся в окружающий мир активно и властно. Что же происходит в биосфере, как «отвечает» она на дым заводов, рост городов, расширение посевных площадей?
Академик А. Виноградов — ученый с мировым именем. Крупнейший геохимик, один из основателей этой науки, он постоянно интересовался проблемами, связанными с изменением биосферы. Наш разговор с ним был посвящен как раз тем вопросам, которые сегодня волнуют всех.
«Я хочу представить влияние деятельности человека в масштабе планеты на биосферу, — говорил академик. — Существуют ли сегодня в биосфере природные явления, ведущие к возникновению критических, пороговых ситуаций глобального масштаба?
Прежде всего вспомним о кислороде. Его единственный источник — фотосинтез в земных растениях. В атмосфере находится около 1 500 000 000 миллионов тонн кислорода. Через каждые две-три тысячи лет этот „живительный газ“ полностью обновляется. Уменьшилось ли количество кислорода в нашем столетии? Ведь теперь мы много сжигаем угля, нефти и газа. За 20 лет нефти добыто больше, чем за всю историю человечества. Эта нефть сгорает в топках электростанций и двигателях автомобилей. Нефть „съедает“ кислород, а его… осталось столько же, сколько было раньше, по крайней мере в 1910 году, когда начались систематические наблюдения за количеством кислорода. „Зеленые фабрики“ — растения — работают продуктивнее, чем раньше. Даже если темпы добычи топлива возрастут, кислорода хватит на сотни тысяч лет. Так что „кислородный голод“ планете не грозит.
Несколько иначе обстоит дело с углекислым газом. Его источники — вулканические газы, дыхание животных и растений, горючие ископаемые и т. д. Углекислый газ выполняет в атмосфере роль „стекла оранжереи“. Он пропускает солнечный свет к земле, но тепловое излучение планеты задерживает. Создается своеобразный „тепличный эффект“. За 100 лет углекислого газа в атмосфере стало больше на несколько процентов, за десять минувших лет — на 0,2 процента. Накопление углекислого газа идет достаточно быстро. Некоторые ученые подсчитали, что к 2000 году его будет на 20 процентов больше, чем сейчас. А это, в свою очередь, вызовет в масштабах планеты повышение температуры в среднем на 2 градуса. К сожалению, пока нет точных данных, как будут реагировать на повышение концентрации углекислого газа „зеленые фабрики“. Если они увеличат свою „производительность“ и начнут поглощать углекислый газ более интенсивно, то положение стабилизируется на нынешнем уровне.
Самое большое влияние на климат Земли оказывает пыль в атмосфере. Пыль рождают пустыни (их площадь растет из-за уничтожения лесов), взрывы вулканов и, наконец, выброс отходов производства через трубы фабрик и заводов, распыление удобрений и т. д. Пыль — это экран для солнечной радиации. Некоторые ученые уверены, что похолодание, наступившее 30 лет назад, — следствие увеличения количества пыли.
Как бы то ни было, но запыленность атмосферы — главное, из-за чего может измениться климат Земли, и притом очень резко. Это процесс опасный, и за ним надо тщательно следить. Пока невозможно установить, где находится тот предел запыленности, за которым начинаются пагубные „неприятности“ с климатом.
Не нужно драматизировать создавшееся положение, — считал академик А. Виноградов, — но усиление загрязнения атмосферы в ближайшие десятилетия угрожает прежде всего здоровью человека. Поэтому для определения критических изменений в атмосфере совершенно необходимо организовать систематические наблюдения за состоянием атмосферы на всей планете. Те эксперименты, которые проводятся на орбитальных станциях „Салют“ по определению оптических свойств атмосферы, чрезвычайно важны. Они позволяют с высокой точностью выявлять запыленность атмосферы, контролировать процессы, которые идут в ней».
— Драматизировать, конечно, не надо, но академик нарисовал не очень радостную картину. Пора начинать великий поход за сохранность природы…
— И вновь без космонавтики не обойтись.
— А кто подскажет, как именно нам действовать?
— Человечество живет в одиночестве, оно учится только на своих ошибках.
— Приходится сожалеть, что у нас нет «братьев по разуму».
— Да. Они могли бы быть полезными, если, конечно, они старше.
— А не могли бы «Салюты» помочь нам связаться с иными цивилизациями?
— Нет. Но кое-какие исследования полезны. Я имею в виду изучение космических лучей.
В глубокой древности человек, всматриваясь в звезды, видел только крошечные огоньки, раскиданные по небосводу. Появившиеся позднее оптические приборы приблизили к нему эти загадочные мерцающие точки, и тогда-то он осмелился предположить, что там, в беспредельном мраке вселенной, есть другие миры, иные существа, способные творить, мыслить, дерзать. Долгое время эти предположения оставались лишь догадками, смелыми гипотезами. Расстояния, которые трудно даже представить себе, бережно скрывали от людей Галактику, процессы рождения и смерти космических систем. И только с появлением новой науки — радиоастрономии — мы почувствовали дыхание вселенной и стали пристально всматриваться в ее жизнь. Этому много помогли космические лучи, которые неутомимо скитаются по Галактике и, пока пусть схематично, но беспристрастно рассказывают о других мирах.
Академик В. Гинзбург принадлежит к плеяде советских ученых, жизнь которых неразрывно связана с изучением космических лучей.
«Миф о том, что межпланетное пространство — пустота, — говорит он, — развеян давно. Теперь ни у кого не вызывает сомнения, что все космические тела движутся в межпланетной или межзвездной плазме, свойства которой и пытаются познать сегодня ученые. Задача ответственная и трудная, но актуальная, так как человек наконец разорвал оковы земного тяготения и стал обживать солнечную систему.
Космическому кораблю, летящему на Марс или Венеру, придется выдержать атаку обладающих громадной энергией частиц, которые пронизывают космическое пространство. Опасно ли это для космического корабля?
Скорость космических лучей близка к скорости света. Даже у самых медленных и тяжелых частиц она превышает 100–200 тысяч километров в секунду. Все остальные космические тела (например, наша планета) — „тихоходы“ в сравнении со стремительными лучами.
Земля защищена от космических лучей мощной броней магнитных полей, которые отбрасывают поток частиц в сторону. Частицы, прорвавшиеся сквозь магнитные поля, на большой высоте сталкиваются с молекулами воздуха и погибают. Однако космические лучи все же прорываются к поверхности Земли в виде потоков так называемых вторичных частиц, образующихся при столкновении космических лучей с ядрами атомов атмосферных газов.
Но ученых интересуют первичные частицы, и поэтому в небо поднимаются шары-зонды, а к вершинам горных хребтов ежегодно отправляются экспедиции физиков.
Надо ли говорить, что с появлением искусственных спутников возможности детального изучения космических лучей безгранично расширились? Теперь ученые могут исследовать совершенно „чистые“ космические лучи.
Каковы цели таких исследований? Не хочу подробно останавливаться на том, что изучение космического излучения — одна из первостепеннейших задач современной астронавтики. Это ясно.
Исследования космических лучей связаны с элементарными частицами и их взаимовоздействием при высоких энергиях. Природа услужливо предоставила в наше распоряжение совершенную лабораторию, создание которой в земных условиях немыслимо. В естественных условиях космические лучи разгоняются до 10 000 000 000 миллиардов электрон-вольт!
Какие направления предпочитают космические лучи, странствуя по просторам Галактики? Научные данные, полученные в последние годы с помощью шаров-зондов, стратостатов и искусственных спутников Земли, подтвердили предположение, что наша планета атакуется космическими лучами со всех сторон равномерно, что поток излучения почти одинаков в разных направлениях. Значит, космическое излучение в Галактике изотропно. Отсюда можно сделать вывод, что в нашей Галактике множество источников космических лучей. Большинство современных исследователей считают, что космические лучи образуются в основном в пределах нашей Галактики, а не попадают в нее извне.
Для того чтобы поддерживать в Галактике постоянный уровень космического излучения, космические лучи, энергия которых огромна, должны непрерывно генерироваться. А где? Энергия их так велика, что трудно считать их генераторами звезды. Так, если бы все 200 миллиардов звезд нашей Галактики генерировали космические лучи так же, как Солнце, то суммарная мощность такого „генератора“ все же была бы в 10 миллионов раз меньше, чем есть на самом деле. Правда, в Галактике существуют еще магнитные звезды, которые могут „организовать производство“ космических лучей в миллион раз лучше, чем Солнце, но и в этом случае общая мощность будет равна лишь 1 проценту наблюдаемой.
Во II веке до нашей эры древнегреческий ученый Гиппарх заметил в созвездии Скорпиона яркую звезду, которой раньше не видел. Новая звезда вскоре исчезла, и Гиппарх, пораженный этим, решил переписать все звезды, чтобы потомки могли проследить, не появились ли новые светила и не исчезли ли прежние. Так был составлен первый звездный каталог.
Новые и сверхновые звезды наблюдали китайские, японские, византийские и другие астрономы. Появление их описано в древних рукописях. Сейчас установлено, что примерно каждые 50–100 лет вспыхивает сверхновая звезда — звезда особенно большой яркости. К сожалению, мы не можем наблюдать все вспышки, происходящие в нашей Галактике: большая часть их происходит за ее непрозрачным, межзвездным веществом диска. Образуются сверхновые звезды и в других галактиках.
Итак, вспыхнула сверхновая звезда. Свет ее настолько ярок, что астрономы без труда наблюдают это уникальнейшее явление природы. Однако такая звезда недолго радует астрономов — ее „оптическая жизнь“ коротка. Свет ее постепенно слабеет, и уже через несколько месяцев она никак не выделяется на звездном небе. Теперь астрономы могут наблюдать только огромные массы газа, разлетающиеся от места взрыва в разные стороны. Газ можно обнаружить оптическими приборами.
Причины и механизм образования сверхновых звезд пока загадка для ученых. Мы можем только предполагать, что происходит в глубинах Галактики. Существует, например, гипотеза, утверждающая, что в сверхновой звезде в результате эволюции почти все протоны и электроны быстро образуют нейтроны. Звезда при этом с катастрофической скоростью уменьшается в размерах. Происходит взрыв, и вещество наружных оболочек разбрасывается в пространстве.
Грандиозен взрыв сверхновой звезды! Если сравнить энергию, выделившуюся, например, при взрыве сверхновой звезды в туманности Кассиопеи Α, то она окажется в 100 миллиардов раз больше энергии, выделяемой Солнцем за целый год.
Какое отношение имеют вспышки сверхновых звезд к космическим лучам? Ответ на этот вопрос решит проблему происхождения источников космического излучения. Даже части энергии, выделяющейся при взрыве одной звезды, достаточно, чтобы компенсировать потери космических лучей в Галактике в течение десятков лет. Радиоастрономические наблюдения указывают на существование огромного количества космических лучей в газовых оболочках образовавшихся в результате взрыва сверхновых звезд.
Космические лучи путешествуют с огромной скоростью. Что же представляет собой фантастический естественный ускоритель космических лучей, способный сообщать частицам такую огромную энергию?
Было предположение, что ускорение космических частиц происходит в газовой оболочке звезды под действием ударных волн. С такой гипотезой, однако, трудно согласиться: вероятно, таким образом частицы не смогут приобрести ту энергию, которая присуща космическим лучам, а в десятки и даже в сотни раз меньшую. Очевидно, ударные волны только выбрасывают в пространство из недр звезды огромные массы частиц и придают им сравнительно небольшие начальные скорости. Далее частицы разгоняются уже под действием переменных магнитных полей.
Иными словами, наша Галактика — это гигантский естественный ускоритель, мощность которого настолько велика, что даже трудно себе представить.
Чем объяснить, что в космических лучах процентное содержание ядер тяжелых элементов больше, чем во вселенной? Маловероятно, чтобы сверхновые звезды по составу столь сильно отличались от обычных. Некоторые соображения позволяют прийти к выводу, что здесь главная роль принадлежит механизму ускорения частиц, особенно в начальной его стадии.
Для того чтобы процесс ускорения начался, ядрам легких элементов необходимо придать определенную скорость. В наземных ускорителях частицы через инжектор „впрыскиваются“ в установку и только потом разгоняются. В естественных условиях такого инжектора нет, и поэтому частицы, имеющие недостаточную скорость, не ускоряются, а остаются в районе взрыва сверхновой звезды.
Тяжелые же частицы в определенных условиях могут ускоряться при любой начальной скорости. Поэтому их процентное содержание в космических лучах оказывается повышенным.
Космические лучи бороздят просторы Галактики, — заканчивает свой рассказ В. Гинзбург. — Они живут сотни миллионов и миллиардов лет и за это время проходят огромные расстояния. Нашу Галактику они никогда не покидают. Если фотоны или загадочные нейтрино лишь пронизывают Галактику и теряются где-то во вселенной, то космические лучи верны нашему звездному миру. Изучать их — значит постоянно следить за пульсом нашей звездной системы».
— А что, если радиотелескопы слышат не только голоса звезд, но и принимают сигналы разумных существ иных цивилизаций?
— Хотя гипотеза эта и спорна, многие ученые не считают ее невероятной.
— И они слушают «голоса иных цивилизаций»?
— По крайней мере, пытаются их распознавать…
Перед радиоастрономами всего мира сегодня встала проблема: узнать и расшифровать послания разумных существ, если они на самом деле присутствуют в потоке космического излучения. В Советском Союзе в этой области работает член-корреспондент Академии наук СССР профессор И. Шкловский. Вот что он рассказывает.
«Предположим, что в Галактике есть цивилизации, которые продвинулись далеко вперед по пути прогресса. Допустим, они находятся на уровне научного и технического развития, какого мы достигнем через 100, 200 или 500 лет. Эти цивилизации, бесспорно, пытаются найти в космосе „братьев по разуму“. Но как они могут это сделать?
Электромагнитные волны — вот одно из средств межзвездной связи, решили ученые. Во-первых, они распространяются с максимально возможной в природе скоростью, во-вторых, при таком способе связи энергию можно концентрировать в узких пределах.
Известный ученый Ф. Дайсон предположил, что достигшая высокого уровня технического развития инопланетная цивилизация способна окружить свою „солнечную систему“ твердой оболочкой. По мысли Ф. Дайсона, наблюдателям, находящимся в других звездных системах, в частности в нашей, солнечной, такая оболочка должна представляться довольно мощным источником инфракрасного излучения. Ф. Дайсон предложил организовать систематические поиски „точечных“ космических источников инфракрасной радиации. Кстати, аналогичную идею задолго до Ф. Дайсона высказывал К. Циолковский.
Научный сотрудник отдела радиоастрономии Государственного астрономического института имени П. Штернберга Н. Кардашев предложил весьма интересную интерпретацию гипотезы Дайсона. Он справедливо считает, что обнаружить космический источник инфракрасной радиации с большого расстояния очень трудно. Цивилизация может возвестить о своем существовании несравненно более эффективным способом, преобразовав сравнительно малую часть используемой ею энергии центральной звезды (например, одну десятую процента) в радиоволны диапазона 21 сантиметр (21 сантиметр — длина волны знаменитой радиолинии водорода, интенсивно исследуемой астрономами).
Расчеты, сделанные Н. Кардашевым, показывают, что искусственный источник радиоизлучения на волне 21 сантиметр может быть найден современными земными радиотелескопами, даже если он находится за пределами нашей звездной системы. Особый интерес представляет попытка обнаружения такого источника в знаменитой туманности Андромеды — одной из ближайших к нам галактик. В Государственном астрономическом институте имени П. Штернберга специально для этой цели разработана высокочувствительная радиоастрономическая аппаратура. Если попытка связи с другими цивилизациями не увенчается успехом, можно будет сделать вывод: в близких к нам областях большой вселенной разумная жизнь не достигла такого развития, при котором она сможет распоряжаться ресурсами энергии достаточной мощности.
Контакт с разумными существами других солнечных систем откроет огромные перспективы развития науки. Все богатство знаний, накопленное человечеством, можно переложить на язык радиоволн и передать в космос за год. Разумные существа, пославшие сигнал в сторону нашей солнечной системы, попытаются сообщить нам о достижениях своей науки и техники. Расшифровав их послание, мы сможем получить знание, к которому человечество придет лишь через несколько десятков и сотен лет».
— Это же чистая фантастика!
— А разве двадцать лет назад полеты в космос и на Луну не казались такими же фантастичными?! Хотите еще один фантастический сюжет?
— Вновь о «братьях по разуму»?
— Нет, о «нервах планеты».
— ???
— Это выражение писателя и ученого Артура Кларка. В 1946 году он написал повесть, в которой предсказывал, что скоро весь земной шар будет покрыт радио-и телевизионной связью. «Это будет нервная система планеты», — уточнил он.
— Она создана?
— Практически да.
Проблемы дальней космической радиосвязи встали перед учеными после первых полетов за пределы Земли. Стало очевидно, что только невидимая радионить может связывать межпланетный корабль с родной планетой. Оборвется она, и автоматическая станция превратится в никому не нужный набор аппаратуры, а если на корабле люди, такая авария может привести к их гибели.
Один из аспектов проблемы космической связи — создание системы искусственных спутников Земли, которые служили бы ретрансляторами. Они позволят увеличить дальность радиосвязи между наземными пунктами, самолетами, кораблями и т. д.
Если сейчас расстояние между двумя самолетами превышает тысячу километров, они могут связаться друг с другом только на коротких волнах. Но диапазон коротких волн очень невелик, одновременно в нем могут работать не более тысячи радиостанций. Если же радиостанций больше, возникают помехи.
Сейчас число всех радиостанций в мире достигло нескольких сотен тысяч, поэтому коротковолновый диапазон чрезвычайно загружен. К тому же в последние годы резко возрос уровень так называемых промышленных помех. Так что для связи на коротких волнах необходимо создавать очень мощные передатчики. Пока же надежная связь на коротких волнах практически невозможна.
Радиоинженеры интенсивно осваивают диапазон ультракоротких волн, неизмеримо расширяя возможности радиосвязи. Однако связаться на ультракоротких волнах можно только в пределах прямой видимости. Наша планета круглая, поэтому ультракороткие волны легко ею поглощаются, и связь становится невозможной. В последнее время ученые пытаются «искривить» путь распространения ультракоротких волн. Используется их способность отражаться от следов метеоритов, рассеиваться на неоднородностях ионосферы и тропосферы. Но и здесь нужны мощные передатчики, так как радиоволны, отражаясь, теряют большую часть своей энергии.
Несколько лет назад казалось, что радиотехника зашла в тупик. На коротких волнах нельзя связаться из-за перегруженности, на ультракоротких волнах — из-за их распространения только в пределах прямой видимости, а в ионосфере наладить устойчивую связь трудно. Где же выход?
Создать системы связи, способные охватить весь земной шар, позволили спутники, космические ретрансляторы. Они бывают двух типов: активные и пассивные.
На активном спутнике-ретрансляторе есть передатчик и приемник, к которым подключено запоминающее электронное устройство. Пролетая над определенным пунктом земной поверхности, такой спутник получает какую-то информацию. Электронная «память» фиксирует ее и по запросу передает в другой пункт Земли, расположенный иногда за тысячи километров от первой станции. Это спутник-ретранслятор с задержкой. Он служит своеобразным радиокурьером, который без труда может связать Москву и Мельбурн, Владивосток и Варшаву.
Такие спутники имеют огромное практическое значение. Кстати, принцип их работы был впервые проверен при полете корабля «Восток-2», пилотируемого Г. Титовым. Датчики, установленные на теле космонавта, сообщали специальному накопителю данные о его состоянии. А когда корабль входил в зону радиовидимости, эти сведения поступали на Землю, и врачи знали, как чувствовал себя космонавт в течение всего полета.
Ретрансляторы без задержки принимают передачу и тут же возвращают ее на Землю. Чтобы связь была надежной, нужно довольно много таких спутников. Основной недостаток спутников-ретрансляторов без задержки состоит в том, что для их работы надо использовать только мощные передатчики. Правда, и достоинств у них немало: во-первых, высокая надежность и простота конструкции, во-вторых, ориентация на любое число радиопередатчиков, в отличие от ретранслятора с задержкой, который является «собственностью» лишь одного корреспондента.
Если запустить спутник на высоту около 36 тысяч километров в направлении вращения Земли и в плоскости экватора, то он будет висеть над одной и той же точкой земной поверхности. Достаточно системы трех таких спутников, чтобы обеспечить радиосвязью всю Землю. Этот проект очень рационален. Подобная система станет, бесспорно, одним из звеньев Всемирной космической системы радиосвязи.
Уже сейчас нашу планету окружают многочисленные спутники-ретрансляторы. С помощью одних установлена прямая радиосвязь между странами, другие помогают ориентироваться самолетам и кораблям, третьи транслируют на весь мир передачи чемпионата мира по футболу…
Телепередачей из Франции или Америки, Японии или Англии сегодня никого не удивишь. Когда мы сидим у телевизоров, нам и в голову не приходит, что без искусственных спутников Земли такие передачи были бы невозможны.
Система спутников «Молния» и наземных станций «Орбита», разработанная нашими конструкторами, практически обеспечила прием телепередач по всей территории Советского Союза, а также в самые отдаленные уголки земного шара.
В наши дни резко возросла интенсивность обмена радио- и телеинформацией в стране и между странами. Для передачи большого потока информации используются кабельные и радиорелейные линии. Однако прокладка таких линий на большие расстояния стоит очень дорого, особенно на Крайнем Севере, в горных и других труднодоступных районах. Расчеты показывают, что значительно эффективнее комбинированная система связи, сочетающая наземные линии со спутниками.
Запуском «Молнии-1» была открыта экспериментальная линия сверхдальней телевизионной и многоканальной телефонной связи через искусственные спутники Земли с длительным сеансом связи.
Советские спутники связи позволяют вести непрерывную телепередачу в течение нескольких часов, так как они выводятся на сильно вытянутую орбиту — около 40 тысяч километров в апогее.
Повышение мощности космического передатчика даже на один ватт требует дополнительных сложных радиоэлектронных устройств и значительно увеличивает вес спутника. Успехи советской ракетной техники позволили разместить на «Молнии-1» передатчики очень большой мощности.
Самое главное требование к аппаратуре спутника — высокая надежность работы. В космосе некому исправлять дефекты. Все должно быть предусмотрено на Земле, задолго до пуска.
Спутник-ретранслятор — это комплекс сложнейших радиотехнических средств. Он состоит из приемника, передатчика (ретранслятора), приемника команд, поступающих с Земли, передатчика телеметрических данных, постоянно сообщающего о работе всей аппаратуры спутника, антенной системы, источников питания и системы автоматики. На каждом спутнике имеется остронаправленная антенна. Мощные передатчики, несмотря на большую высоту, позволяют установить надежную связь.
Вся аппаратура, как на спутнике, так и на Земле, может работать в двух режимах. Кроме получения телевизионного изображения, через спутник «Молния» можно разговаривать по телефону — бортовая и наземная аппаратура приспособлена к приему и передаче сигналов многоканальной телефонии. Теперь житель Владивостока может быстро связаться по телефону с ленинградцем и спокойно говорить с ним, не мешая своим землякам в это же время беседовать, например, с москвичами. Для «космической» линии телефонной связи не страшны шумы — помехи не ощущаются.
Беседа по телефону через космос все-таки несколько отличается от обычного телефонного разговора. Радиоволны распространяются со скоростью 300 тысяч километров в секунду. Расстояние от Владивостока до спутника и от него до Москвы они проходят за 0,3 секунды. Поэтому нужно терпеливо слушать собеседника, учитывая небольшое запаздывание ответных реплик.
Кроме телепередач и телефонных разговоров, через спутник можно вести двусторонние передачи радиовещательной программы, передавать телеграфные сигналы, фототелеграфные изображения и т. д.
До сих пор мы говорили только о самом спутнике-ретрансляторе, но в систему связи «Земля — космос — Земля» входят и сложнейшие наземные и передающие комплексы.
В наземные комплексы (они названы «Орбита») входят не только мощные радиостанции для приема и передачи информации, антенные устройства, напоминающие радиотелескопы, и системы наведения антенн, но и радиосредства, обеспечивающие работу систем сопровождения спутника, а также специальная аппаратура, регистрирующая телеметрические сигналы с борта спутника и сообщающая сведения о работе всех бортовые устройств, о дальности и скорости полета.
Полученные данные передаются в координационно-вычислительный центр. Электронная вычислительная машина «приказывает» приемным и передающим антеннам нацеливаться на тот участок неба, где в данный момент находится спутник. На спутник информация поступает из передающего центра. Оттуда она ретранслируется на приемные центры.
Из-за большой дальности сигналы со спутника приходят на Землю сильно ослабленными. Поэтому приемные устройства и антенны должны обладать высокой чувствительностью. Приемные устройства системы «Орбита» способны выделить из космических радиошумов сигнал ничтожно малой мощности — менее одной биллионной ватта.
В приемном центре сигнал обрабатывается, и информация поступает к абонентам через местные узлы связи или телецентры. Телезритель пока не может принять передачу непосредственно из космоса на свой приемник не только из-за того, что сигналы очень слабы, но и потому, что принципы построения ретрансляционной линии отличны от принципа телевизионного вещания. В «космической линии связи» используются более высокие радиочастоты, применяется другой вид модуляции и, в частности, иная система звукового сопровождения.
— Но «Молнии» не имеют прямого отношения к «Салютам»…
— И на станциях «Салют» проводится серия экспериментов, которые позволяют создавать более совершенную радиотехническую аппаратуру.
— А если использовать «Салют» как ретранслятор?
— Это невыгодно. «Салют» — станция широкого профиля, своеобразный научно-исследовательский институт. На ее борту осуществляются фундаментальные исследования, воплощающиеся потом в прикладных спутниках, таких, как «Молния» или «Метеор».
— «Метеоры» — это же спутники погоды!
— Да. Но и для них добывается информация в экспериментах, которые ведутся на орбитальных станциях.
Как только по радио звучит сообщение ТАСС о запуске космического корабля или спутника, В. Иванников из Калинина берет лист бумаги и выводит: «Дорогая редакция! Сегодня опять запустили ракету, и, как всегда, погода к вечеру должна испортиться».
На четвертый день после запуска «Салюта» в «Комсомольскую правду» пришло второе письмо.
«Теперь убедитесь, — торжественно сообщал В. Иванников, — в Подмосковье стояли хорошие, теплые дни, а теперь дожди, похолодало… Вы сообщите там ученым, чтобы поосторожнее обращались они с погодой».
Я показал это письмо сотрудникам координационно-вычислительного центра. Все дружно посмеялись и начали думать, как ответить автору.
«Надо объяснить, что в этом случае дожди должны идти на всем земном шаре, — посоветовал один из инженеров, — ведь „Салют“ пролетает над всеми континентами…»
«А в Казахстане так же жарко, как и до запуска», — заметил второй.
«Все гораздо сложнее, — неожиданно вмешался метеоролог, — мнение о том, что запуски влияют на погоду, достаточно распространено, хотя оно и наивно. Да, да, краткосрочные прогнозы погоды мы можем устанавливать точно, другое дело долгосрочные… Почему вдруг среди лета резко холодает, а в январе идет дождь… Когда это уже случится, мы объясняем, но очень трудно предугадать, как будет вести себя атмосфера. Слишком много неясного…»
Я вспомнил этот разговор в те самые минуты, когда Г. Добровольский начал ориентировать «Салют», В. Волков занялся фотоаппаратурой, а В. Пацаев вооружился спектрографом. Экипаж орбитальной станции начал вести съемку Земли из космоса.
Эти снимки нужны различным специалистам: географам, геологам, физикам и, конечно, метеорологам. Нужны для того, чтобы объяснить и В. Иванникову, и многим другим, как формируется погода на планете. Нужны, чтобы в конце концов разобраться в сложном и противоречивом феномене, именуемом атмосферой Земли.
В мире более 500 аэрологических станций. Ежедневно в строго определенное время сотрудники каждой из них готовят к запуску радиозонд. Радиозонд — миниатюрная летающая метеостанция, отправляющаяся в небо, чтобы сообщить оттуда температуру, влажность и давление в воздушном одеяле, окутывающем планету. С помощью радиолокаторов или радиотеодолитов метеорологи внимательно следят за движением своего посланца, это позволяет определить направление и скорость ветра.
Так каждый день. Многие годы. И, что самое удивительное, трудно найти два одинаковых «сообщения» от разведчиков атмосферы. Хотя бы чуть-чуть, но они разнятся, потому что слишком непостоянен мир облаков, восходящих и нисходящих потоков, сильных ветров и северных сияний.
Облака занимают, пожалуй, особое положение в этой могучей стихии. Достаточно лишь поднять голову и несколько минут посмотреть вверх. Перед нами развернется величественная картина преобразования: вот крошечное облако разрастается, тянется ввысь, постепенно заволакивает все вокруг. Или, словно айсберг, плывет навстречу кучевое облако, проходит медленно, словно нехотя, а потом величественно исчезает за горизонтом.
Мы привыкли к смене облаков, к их присутствию и только изредка любуемся ими или разглядываем их серую пелену, пытаясь обнаружить хотя бы маленький просвет: не улучшится ли завтра погода?
Уже многие века человек отыскивает в поведении облаков закономерности, по которым предсказывается погода. Люди сумели накопить определенное число фактов, подтверждающих, что легкие кучевые облака-островки никогда не принесут дождя. Подобные «предсказания погоды» под силу каждому из нас, и в подавляющем большинстве случаев мы оказываемся правы. Но иногда и ошибаемся. Невзрачное облачко, не заслуживающее, казалось бы, внимания, может оказаться авангардом бури или урагана, а «страшная» черно-синяя кавалькада облаков не подарит ни капли дождя. Это, конечно, крайности, но между ними лежат миллиарды вариантов, из которых метеорологам необходимо выбрать один, чтобы правильно предсказать, какая погода будет завтра, послезавтра, через месяц.
Об облаках многое известно. Они располагаются ярусами, каждое из них занимает строго определенную «полку» в этой «небесной этажерке». Некоторые из них несутся в 50 метрах над землей, другие застывают на высотах, где еще не летают пассажирские реактивные самолеты… Миллионы тонн воды несут облака, и как важно узнать, где и когда эта вода обернется спасительным дождем или губительным ливнем.
Многое уже изучено, и в то же время слишком многое неизвестно. Таков процесс познания: когда картина в общих чертах ясна, нужно изучить мельчайшие детали, микропроцессы. Приходится придумывать и осуществлять сложнейшие эксперименты — не только фотографировать облака из двух разных точек земной поверхности, чтобы получить их объемное изображение, или подниматься над ними на самолете, но и производить съемку облаков с борта орбитальной станции.
«Метеор» — метеорологический спутник. Он регулярно передает на Землю снимки облачного покрова. Станция «Салют» и спутник «Метеор» периодически пролетают одновременно над одними и теми же районами планеты. Орбита метеоспутника «повыше». Когда «Салют» и «Метеор» оказываются как бы на одной вертикали, экипаж орбитальной станции проводит съемку облачного покрова. Сопоставление снимков из космоса, сделанных на разных высотах, и, естественно, материалы, собранные метеорологами на Земле, помогли расшифровать многие процессы в атмосфере, более детально оценить синоптическую обстановку в этом районе планеты.
В августе 1968 года в Вене проходила первая конференция ООН по использованию космического пространства в мирных целях. Пожалуй, наиболее бурные дискуссии разгорались на заседаниях секции «Метеорология». Вот что говорили ученые о методах предсказания погоды, о воздействии на атмосферу Земли:
«Если мы сможем в масштабах планеты предсказывать погоду на пять суток вперед, это позволит избежать многих несчастий, наиболее эффективно планировать сельскохозяйственные работы, во многом облегчить работу моряков и авиаторов… По самым скромным подсчетам, человечество будет тратить в год на пять миллиардов долларов меньше, чем сегодня…
…Наконец-то мы перейдем к активным действиям против ураганов, смерчей, которые ежегодно уносят тысячи жизней. Когда ураган родился и двинулся к побережью, бороться с ним почти невозможно. Можно только приготовиться к его появлению… Но из космоса хорошо видно, как рождается ураган, и если в этот момент вмешаться, то есть воздействовать на него химическими или иными средствами, то он так и не появится…
…Артиллерийский обстрел туч, несущих град, уже используется во многих странах, но это лишь первый шаг к управлению погодой на планете. К сожалению, с поверхности Земли многие образования в атмосфере обнаруживаются слишком поздно. Космонавты и метеоспутники способны увидеть их и над океанами, и в горах, и в пустынях — везде, где нет наземных метеостанций».
Это лишь несколько выдержек из выступлений. Их можно продолжать до бесконечности, потому что нет на планете ни одного метеоролога, который не связывал бы будущее своей науки с орбитальными станциями и космической метеослужбой.
— А нельзя ли поближе к сегодняшнему дню?
— Однажды я стал свидетелем, как с помощью спутника составлялся прогноз погоды.
— Это было в какой-нибудь исследовательской лаборатории?
— Нет, в тайге.
Уже две недели сидели буровики в тюменской тайге. Дождь лил не переставая. Дороги развезло, даже вездеходы утопали в непролазной грязи. Работы на буровой приостановились, не хватало материалов, люди были измучены до предела. А дождь все лил и лил.
Утром в наш вагончик прибежал метеоролог.
— Завтра будет хорошая погода! — радостно закричал он. — Солнце, тепло.
Буровики не поверили. А на следующий день после завтрака отправились к метеорологу подразнить его — ведь дождь по-прежнему не прекращался.
Метеоролог не смутился.
— Есть такой анекдот, — начал один из буровиков. — Собрались метеорологи на совещание. Директор докладывает: «В прошлом году мы предсказали погоду правильно в 35 случаях из ста. Нам нужно резко улучшить работу. Премирую каждое ценное предложение». Тут поднимает руку швейцар: «А вы определяйте погоду, как раньше, а предсказывайте наоборот. Тогда правильных предсказаний будет 65».
Метеоролог улыбнулся, а потом подозвал к синоптической карте.
— Эти данные получены с искусственного спутника Земли, — сказал он. — Видите, к нам приближается антициклон. В два часа выглянет солнце.
И верно, часа в два дождь перестал, а потом и солнышко выглянуло. С этого дня буровики безоговорочно поверили в метеорологию.
Пожалуй, нет человека, кто бы каждый день не слушал передаваемую по радио сводку погоды. Метеорологи за много часов предупреждают капитанов судов о надвигающемся шторме. Они дают разрешение на взлет самолетам или же категорически запрещают им покидать аэродром, если на трассе бушует гроза. Метеорологи советуют работникам сельского хозяйства ускорить уборку урожая, так как надвигается полоса затяжных дождей.
Но они ошибаются, и довольно часто. Такова плата за незнание. Как ни многочислен арсенал метеостанций, точнейших приборов, как ни богат опыт многолетних наблюдений, все же этого явно недостаточно для точного прогнозирования погоды. Во-первых, огромные пространства Мирового океана и суши не контролируются метеорологами (есть места, где трудно устроить станции наблюдения), во-вторых, даже с существующих станций вести наблюдения порой чрезвычайно сложно.
Представьте себе, что все человечество живет не на земле, а на дне океана. Здесь же установлены метеостанции: с помощью приборов ученые регистрируют многие процессы, происходящие в толще воды, но что делается на поверхности океана, они не знают. В подобном же положении находятся и метеорологи: они располагаются на «дне атмосферы» и рассмотреть отсюда, что делается в ее толще, не могут. Вот поэтому и случаются те ошибки в прогнозах, с которыми, к сожалению, мы довольно часто сталкиваемся.
Запуск первого искусственного спутника Земли предоставил метеорологам возможность создания системы точного прогнозирования погоды. Последующие запуски принесли синоптикам самые неожиданные сведения. Оказывается, атмосфера простирается значительно дальше, чем предполагали ученые. Автоматические разведчики космоса зарегистрировали наличие атмосферы на расстоянии тысяч километров от Земли, тогда как прежде считалось, что толщина атмосферного слоя не превышает сотни километров.
Со спутников началось планомерное, последовательное изучение космического пространства. Серия искусственных спутников Земли «Космос», а также американские исследовательские лаборатории собирают информацию, необходимую синоптикам. Настало время, когда, пользуясь ею, можно вплотную заняться разработкой Всемирной системы прогнозирования погоды. Необходимо подчеркнуть, что союз наземных метеостанций и метеоспутников позволит создать такую систему. Только их совместная работа приведет к желаемому результату.
Однако до недавнего времени некоторые специалисты по прогнозированию погоды были глубоко убеждены в том, что метеоспутники сумеют заменить наземные метеостанции. Своеобразное опровержение этого мнения представил американский ученый Карл Саган. Он просмотрел 80 тысяч фотоснимков поверхности Земли, сделанных с искусственного спутника, и убедительно доказал, что ни по одному из них нельзя судить о наличии на Земле не то что разумной, но даже растительной жизни! Если мы будем оперировать метеорологическими данными, полученными только из космоса, ничто не гарантирует нас от того, что вдруг на берега Америки или Японии обрушится буря, которую со спутника невозможно было заметить.
Правда, спутники уже успели во многом помочь людям. «Космос-144», входящий в систему «Метеор», обнаружил, что океан очистился ото льда от острова Врангеля до Берингова пролива, и навигацию начали на месяц раньше обычного срока.
В Гималаях и на Тянь-Шане советские метеоспутники сфотографировали те снеговые поля, с которых берут начало среднеазиатские реки. Так как границы полей были четко видны, ученые установили точный водный режим рек, питающих хлопковые плантации, сады, поля колхозов и совхозов. Теперь можно вести строительство ирригационных сооружений с учетом того, сколько воды принесет река летом.
Все суда пользуются услугами метеоспутников. По данным ЮНЕСКО, ежегодно спутники спасают от катастрофы 400 кораблей.
…Из Черного моря на Дальний Восток перегонялся громадный плавучий док. Он был в Индийском океане, когда метеоспутники определили, что навстречу ему идет мощный циклон. Из Москвы немедленно отправили срочную радиограмму капитану. Караван ушел в сторону. Циклон пронесся мимо.
Метеоспутники предупреждают землян о возникновении и движении циклонов. Такие ураганы, как «Алиса», «Кора», «Нора», и другие были вначале обнаружены метеоспутниками, а потом их зарегистрировали наземные станции.
Жители побережий сегодня заранее предупреждаются об опасности. Главное оружие стихии — внезапность — выбито из ее рук. Этой победой мы всецело обязаны метеоспутникам.
Известный советский метеоролог академик Е. Федоров говорит: «Можно по-разному осматривать земную поверхность и атмосферу со спутников. Можно, например, расположить спутники на таких высоких орбитах, чтобы наблюдателю с Земли они казались неподвижными. При этом трудно будет уловить все существенные детали атмосферных процессов, но зато все изменения во времени будут зафиксированы. Можно пустить спутники по низким орбитам, на высоту нескольких сот километров. Тогда детальность наблюдений различных явлений на территории земного шара будет достаточна, но потребуется много спутников для обеспечения непрерывности наблюдения.
По-видимому, — подчеркивает академик, — наиболее целесообразна система из четырех-шести спутников на одинаково низких полярных орбитах, расположенных так, чтобы космические метеолаборатории находились одновременно на одной и той же широте. Если учесть характерные размеры и скорости перемещения и развития процессов в атмосфере, можно полагать, что при этом ни одна существенная деталь не останется незамеченной.
Измерение интенсивности земной радиации в различных диапазонах позволяет рассчитывать температуру подстилающей поверхности — суши, моря или облачного покрова — и получать данные о распределении температуры в атмосфере и о тепловом режиме земной поверхности.
Картина волнения на океанах, — продолжает Е. Федоров, — как и видимая структура облачности, дает некоторые сведения о направлении и скорости ветра в нижнем слое атмосферы, позволяя фиксировать зоны осадков. Эти задачи могут быть в принципе решены с помощью радиолокационного наблюдения сверху — с борта пилотируемых орбитальных станций, таких, как „Салют“».
— Разговор идет о постоянных наблюдениях из космоса, а они пока эпизодичны…
— В этом вы правы. Длительность полетов увеличивается. Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев провели в космосе 24 дня. Первый экипаж «Салюта-4» — А. Губарев и Г. Гречко — месяц, второй экипаж — П. Климук и В. Севастьянов — два месяца. Однако этого недостаточно.
— Надо, чтобы «Салют» всегда был населен?
— Желательно, чтобы космонавты работали на борту станции круглый год.
— А что же мешает?
— Пока «вето» накладывает космическая биология и медицина. Ученые еще до конца не выяснили, как сказывается на организме человека длительная невесомость…
— Но летают люди уже давно!
— Медики не имеют права рисковать…
Космическая биология и медицина — «младенцы» в сравнении с «земными» медициной, физиологией и биологией, история которых насчитывает тысячелетия.
Весьма распространено мнение, что космическая биология и медицина далеки от жизни, что, дескать, эти науки устремлены в будущее и не интересуются сугубо земными делами.
У космической биологии и медицины блестящее будущее. Трудно даже представить себе уровень их развития через 20 или 40 лет, когда межпланетные полеты станут такими же обыденными, как сегодня полеты реактивных самолетов. Но космическая биология и медицина будут всегда служить землянам. И не только людям, которые станут летать в межпланетных кораблях.
XX век называют веком космоса, физики и биологии. Трудно сказать, какой из трех «китов» современной науки основной. Но даже непосвященным заметно, насколько возросло в наше время значение биологии.
Одна из важнейших проблем космонавтики — обеспечение нормальных условий жизни на борту космической станции. Экипажи космонавтов в космосе работают по нескольку месяцев. Космонавты пользуются запасами кислорода и продуктов, взятыми с Земли. Сможем ли мы и в дальнейшем еще до старта обеспечить космонавтов всем необходимым? Безусловно, да, но лишь на какое-то строго определенное время. Можно запасти продовольствие и кислород, предположим, на несколько месяцев, но для межпланетной экспедиции, продолжающейся годы, устроить кладовую продуктов невозможно. Она займет слишком много места. Поэтому надо создать на борту планетолета такие условия, при которых он превратился как бы в «маленькую Землю» — на нем должен существовать так называемый замкнутый цикл жизни.
Еще в начале века К. Циолковский предлагал использовать для этой цели растения, их замечательное свойство — поглощать углекислый газ и вырабатывать кислород. Сейчас ученые проводят опыты с хлореллой. Она дает не только кислород, но и биологическую массу, годную в пищу и содержащую необходимые человеческому организму вещества. Хлорелла непременно войдет в рацион космонавтов, отправившихся в длительный орбитальный или межпланетный полет. Но ведь К. Циолковский говорил о наземных растениях. Вспомните его повесть «Вне Земли», где он описывает корабль с оранжереей — своеобразным ботаническим садом с фруктовыми деревьями и другими растениями. Современная космонавтика может лишь мечтать о таких садах. Хотя обычные, наземные растения дают кислорода больше, чем хлорелла, они пока не могут соперничать с ней: слишком много они занимают места.
Однако идея К. Циолковского с успехом может быть использована и на Земле.
…По улице идет человек. Он несет из аптеки кислородные подушки. Прохожие сочувственно оглядываются на него, каждый думает: «Кто-то умирает».
Моральное состояние человека, которому предписано дышать кислородом, очень тяжелое. Ему кажется, что болезнь неизлечима, хотя в подавляющем большинстве случаев это не так. Перед больным встает призрак смерти. Подавленное настроение способствует развитию болезни.
Ученые задумались над тем, как избавиться от кислородных мешков. На Украине начали выпускать специальные кислородные палатки, в которые доступ наружного воздуха закрыт. Больной должен несколько часов в день лежать в такой палатке. В ней поддерживается строго определенный процент содержания кислорода. Конечно, палатка более удобна, чем кислородные подушки или мешки, но, входя в нее, человек все же испытывает беспокойство: он знает, что напрасно в такую палатку не поместят.
А теперь представим себе фруктовый сад. Под яблонями, грушами, в тенистых аллеях стоят скамейки, столики, висят гамаки. Здесь можно почитать журнал, сыграть партию в шахматы или просто поваляться в шезлонге, любуясь голубизной неба. Человек здесь отдыхает и лечится. Да, да, в этом чудесном саду он поправляет свое здоровье, сам того не замечая. Дело в том, что сад невидимой стеной отделен от окружающего мира. Он растет в герметическом, замкнутом помещении, и ни одна молекула воздуха не проникает сюда извне. Зеленые листья растений выделяют кислород. Концентрацию его можно регулировать.
Вероятно, в будущем никого не удивят эти сады, идея которых появилась благодаря космической медицине.
По теории Мальтуса, выдвинутой в конце прошлого века, прирост населения на нашей планете опережает развитие производства, поэтому часть человечества всегда обречена на голод. Каждый житель Советского Союза воочию убеждается в ложности этой теории. А может быть, во всемирном масштабе теория Мальтуса все же оправдывается? Ведь уже через 100 лет все будет распахано, освоено, все резервы использованы…
Нет, будущее сулит нам изобилие. Каковы его источники?
Прежде всего человек научится с максимальным коэффициентом полезного действия использовать все, что дает ему природа.
Вернемся к той же хлорелле. Она пригодится не только космонавтам, но и землянам. Ведь хлорелла — это биологическая масса, то есть огромные запасы питательных ресурсов.
В Советском Союзе сделана установка для выращивания хлореллы. В честь первых пилотируемых космических кораблей она названа «Востоком». С каждого квадратного метра поверхности этой установки получают 15 граммов сухого вещества хлореллы. В летнее время с одного гектара можно собрать более 100 центнеров чистого белка. Это почти в 25 раз больше, чем может дать гектар картофеля или пшеницы. Плантация хлореллы — неисчерпаемая база белков, которые необходимы не только пищевой промышленности, но и животноводству, птицеводству как добавка к кормам.
Человек всегда стремится наиболее полно использовать природные ресурсы. Так, при выращивании риса поле заливают водой, в которую пускают мальков карпа. Приходит время убирать урожай, и воду спускают. С поля собирают не только рис, но и рыбу.
Подобных случаев много. Но какое отношение они имеют к космосу? Дело в том, что космос приучает человека по-новому взглянуть на природу, использовать ее наиболее эффективно. На орбитальной станции не должно быть отходов, ничто не должно пропадать. Но все, что делается для «Салютов» и «Союзов», мы будем использовать и на Земле. Здесь существует обратная связь.
— Вновь разговор о будущем…
— Это естественно, ведь космонавтика — наука, устремленная в завтрашний день.
— А где же ответ на вопрос о невесомости?
— Хорошо, обратимся к мнению В. Парина. Он стоял у истоков космической биологии и медицины.
«Подготовка к полету человека в космос заставила нас, биологов, — рассказывал В. Парин, — внимательно изучить все, что известно об устойчивости живого организма: как борется он с проникающей радиацией, перегрузками, с недостатком кислорода и невесомостью. Прежде чем разрешить Юрию Алексеевичу Гагарину занять место за штурвалом корабля „Восток“, ученые поставили серию разнообразных экспериментов на Земле и в космосе.
Медикам открылись неизвестные ранее особенности человеческого организма. Они выяснили, что человек гораздо более вынослив, чем предполагалось раньше, что функциональные системы его очень гибки, что они сравнительно легко и в широком диапазоне способны перестраиваться.
Космическая биология и медицина пользуются сложнейшей радиоэлектронной аппаратурой. Многокилометровая толща атмосферы отделяет космического пациента от врача, но врач знает о его состоянии по поступающим на Землю показаниям.
Земная медицина не располагала столь совершенными методами наблюдения за больными. И нет ничего удивительного в том, что она не замедлила воспользоваться аппаратурой и приборами, созданными для сугубо „внеземных“ дел. Так, наблюдения за состоянием сердечной деятельности космонавта во время полета ведутся с помощью датчика размером с пятикопеечную монету. Он прикрепляется на груди космонавта и, воспринимая вибрацию грудной клетки, информирует врача о силе и координированности сокращений сердца.
Датчик и аппаратура сейсмокардиографии незамедлительно стали использоваться в клиниках. Обострение многих сердечных болезней может случиться внезапно, в любую минуту. Датчик в комбинации с электродами (для записи электрокардиограммы) и портативным радиопередатчиком позволяет постоянно следить за больными, где бы они ни находились: в палате, в больничном парке, в столовой. Получив сигнал об ухудшении состояния больного, врач может быстро оказать ему помощь. Иногда датчик спасает человеку жизнь…
Особое внимание специалисты по космической биологии и медицине уделяют диагностике заболеваний. Врачу, находящемуся на планетолете или орбитальной станции, придется нелегко. Ведь здесь невозможно собрать консилиум, проконсультироваться с ведущими специалистами. На помощь врачу придет электронная машина. Она станет осуществлять автоматический медицинский контроль, а возможно, и давать рекомендации.
Пока мы не допускаем той крамольной мысли, что машина заменит врача на борту космического корабля, но, если опыт работы с „электронным доктором“ покажет, что „квалификация“ его достаточно высока, в некоторых, не очень длительных полетах можно будет обойтись и без врача-космонавта. Однако сейчас обсуждать эту проблему явно преждевременно. По-моему, в первых полетах к планетам солнечной системы врач обязательно должен участвовать.
Я уверен, что никакими цифрами невозможно передать пользу, которую медицина извлечет из полетов в космос. Здесь слишком много такого, что нельзя выразить в рублях и долларах. Космонавтика преобразует медицину, сделает ее более совершенной и сильной. Без космоса прогресс ее был бы значительно более медленным и не столь успешным».
Очень странное впечатление производит рассказ американского писателя-фантаста Т. Томаса «Двое с Луны». Нет, не фабулой, не удивительными приключениями двух астронавтов на чужой планете — в тех или иных вариантах мы уже сталкивались с подобными ситуациями и поступками. В трех абзацах своего рассказа Т. Томас коснулся величайшей проблемы, уже сегодня встающей перед нами, современниками первых полетов в космос.
«И вдруг дверь распахнулась. В косых лучах закатного солнца показались два человека. Они остановились на пороге, глядя вдаль недвижным взором — казалось, бесконечно долго. Затем переглянулись и спрыгнули на землю.
До земли было всего лишь четыре фута, но оба они упали на колени. Однако тут же вскочили, стряхнули пыль с одежды и направились к месту, где их ожидали вертолеты. И люди по всей стране наблюдали уже знакомую им лунную походку — раскачивание тела из стороны в сторону, чтобы оторвать от земли слишком тяжелые ноги, и шлепанье ступни о землю, когда нога опускалась.
Телекамеры приблизились к ним, и на экранах крупным планом вспыхнули лица этих двух мужчин, стоящих рядом. Даже с первого взгляда лица казались необычными. А когда телекамеры задержались на них, стало ясно, что необычное заключалось в глазах: выражение глаз было спокойное, непреклонное, проницательное, испытующее, однако исполненное тепла. Их взгляд словно уходил за пределы обычного поля зрения. Это был как бы отсутствующий взгляд, неотразимый, полный мощной силы, хотя и принадлежащий просто человеку. И даже когда глаза их были закрыты, они казались необычными. Сеть мельчайших морщинок собиралась в уголках глаз. Из-за этих морщинок оба они выглядели старше своих лет, старше и какими-то странно высохшими».
Писатель хочет подчеркнуть: космос изменил психологию людей. Обожествив астронавта, пробывшего 25 суток на Луне, Т. Томас не пытается, а может быть, и не может показать, как и почему он так изменился.
Насколько актуальна проблема «космического одиночества», волнующая писателей-фантастов? Реальны ли опасения некоторых ученых, что психологический барьер «космического одиночества» не удастся преодолеть?
«Я не настроен столь пессимистично, — говорит В. Парин. — Перед человечеством не раз вставали трудности, казавшиеся непреодолимыми. Но проходило время, накапливались знания, росло, если хотите, самосознание человека, и он брал очередной барьер. На утлых суденышках пускались в плавания первые мореходы. Они пересекали океаны, боролись с ураганами и штормами, но не сдавались. Только вперед! Иногда они пугались: приближаемся к краю света, сейчас корабли рухнут в пустоту (тогда еще люди не знали, что Земля — шар), но все же упрямо шли навстречу неизвестному и побеждали. Это не только мужество, а и самоусовершенствование, жестокая схватка со своей собственной психологией.
Маленькие победы над собой каждый из нас одерживает ежечасно. Мы развиваем собственную психологию, формируем свою личность.
Космос, безусловно, один из мощнейших факторов, способных влиять на психологическую организацию человека. Полет требует полного напряжения всех сил космонавта, и физических и духовных. Длительная тренировка на земле не только закаляет его организм, но и воспитывает волю, мужество».
— Представим простую ситуацию: на Марс надо отправить трех человек. Как выбрать их из миллионов?
— У космических медиков уже есть принципы отбора.
Космос станет привилегией сильных. Нет, не суперменов. Герои некоторых приключенческих романов напоминают киборгов, о которых так много говорят на Западе. Киборг — это и машина и человек одновременно. У киборга механическое сердце, легкие, ноги, руки, ему не заменили искусственным только мозг. Таким образом, киборг — человеческий мозг плюс машина. Сторонники «теории киборгов» утверждают, что «человек-машина» наиболее соответствует невероятно трудным космическим условиям. Создав киборга, можно охранять от радиации и прочих неблагоприятно действующих факторов космического полета лишь мозг.
С авторами этой антигуманной теории можно согласиться только в одном: действительно, организм человека пока плохо приспособлен к тем необычным условиям, с которыми ему предстоит встретиться во внеземном пространстве и на других планетах. Человек не в состоянии без скафандра выйти в открытый космос, он плохо переносит длительную невесомость, ему необходим кислород и т. д.
Но выход за пределы земного тяготения резко изменит эволюцию человека. На протяжении многих тысячелетий человек эволюционировал лишь как существо сугубо земное. Его организм приспосабливался к притяжению планеты, к составу атмосферы, к определенному уровню радиации. Однако, как только человек превратится в существо космическое, станет жителем солнечной системы, характер эволюции изменится. Любой биологический вид приспосабливается к изменяющимся внешним условиям. Два месяца находились на борту «Салюта-4» П. Климук и В. Севастьянов. Они настолько хорошо освоились в невесомости, что после возвращения им понадобилось лишь около недели, чтобы организм вновь привык к земному тяготению. Рассказывая о своем полете, космонавты подчеркивают, что самое трудное — это тоска по Земле, по Родине.
«Чувство родины живет в каждом, — говорит В. Севастьянов. — Для того, кто полетит на Марс, родиной станет вся Земля. Когда он вернется, несовершенству земной жизни и ее радости он станет ощущать более остро. Произойдет „психологическое углубление“ (прошу извинить за столь вольную терминологию, но она кажется мне оправданной). А „космическое одиночество“? Оно, безусловно, будет способствовать углублению самоанализа».
Проблема «психологического углубления» принадлежит будущему. Сейчас ученых более интересует другое: способен ли человек покинуть Землю на несколько лет и благополучно вернуться назад? Подготовлен ли он психологически к столь длительной внеземной командировке? Вопрос далеко не праздный.
Космос не для одиночек. Когда с корабля отлично видна Земля, ее города и реки, когда с Землей поддерживается постоянная радиосвязь, космонавт может быть один. Но по своей натуре мы коллективисты. Нам невесело в одиночестве бродить по чужому городу. Мы скучаем по привычным лицам, по знакомым улицам, по ежедневной обстановке, которую обычно не замечаем. Нам словно чего-то не хватает.
А с другой стороны, если обстановка ничуть не меняется, она начинает нас раздражать. Прямо как в сказке: «Налево пойдешь — голову потеряешь, направо пойдешь — жизнь отдашь». Вот и приходится выбирать нечто среднее, чтобы и голову сохранить, и жизни не лишиться.
Близится время полетов человека к планетам. Пора подумать, сколько людей будет на борту космолета. Двое, трое, четверо, пятеро? И с какими характерами? Все весельчаки, или одного мрачноватого посадить? А может быть, двух — умудренных жизнью, а третьего — восторженного юношу?
В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся любопытные эксперименты. В замкнутом помещении исследователи создают «необитаемые острова». Несколько человек поселяются в крохотной комнате и живут в ней по нескольку недель. Их «остров» полностью оторван от внешнего мира.
Двое прожили на таком «острове» 45 дней. Вот несколько записей из дневников, которые они вели.
16-е сутки.
Е. Гавриков. Прошла уже треть эксперимента. Можно подвести небольшой итог. Самыми тяжелыми (до перестройки) были первые пять дней, пока мы не «притерлись» друг к другу, к камере, к окружающему, пока не привыкли к мысли, что 45 дней нам никуда не деться от всего этого.
28-е сутки.
Е. Гавриков. Ален Бомбар был прав, когда писал, что самой большой его ошибкой было то, что он считал дни. В каждых сутках есть два-три часа, которые еле тянутся. Как правило, это те часы, когда или взгрустнется, или подумается о семье, или просто ничего не хочется делать. А в целом дни пролетают незаметно. Интересно то, что они забываются. Я, например, не помню, что было позавчера. Особенно быстро промчалась эта неделя.
И один я сел бы в камеру без колебаний, особенно сейчас, когда знаю, что это такое. Но уверен, что вдвоем спокойнее: что-то в себе нужно сдерживать, а это тонизирует, помогает взять себя в руки…
29-е сутки.
С. Кукишев. Все больше убеждаюсь, что «Ежедневник» именно в такой свободной, не ограниченной параграфами форме — необходимость каждого испытателя, особенно в длительном эксперименте.
Меняется все: настроение, восприятие, отношения, ощущения, работоспособность, и если не записать обо всем этом сразу, потом не вспомнишь (иногда мы не можем даже вспомнить точное меню вчерашнего ужина), а если вспомнишь, не поверишь, что именно так было.
Кроме того, дневник прекрасно дисциплинирует и даже позитивно меняет настроение, а это особенно важно в специальных условиях, где далеко не всегда можно сказать, о чем думаешь, и тем более, что думаешь о товарище, без риска испортить отношения (а высказаться порой так хочется!).
36-е сутки.
Е. Гавриков. …После эксперимента родные и знакомые исследователей заметили, что характеры их изменились. Они стали более сдержанны, терпеливы.
Кстати, подобные ощущения переживали и П. Климук и В. Севастьянов. Можно сказать, что освоение космического пространства сказывается на психологии космонавтов и тех, кто остается на Земле.
— В нашем разговоре о «Салютах» мы коснулись многих проблем. Остались ли еще «белые пятна»?
— Конечно. Новые полеты открывают новые возможности.
Орбитальные города уже появились. И не за гранью долгих десятилетий, не в далеком грядущем, а при нашей жизни, в семидесятые годы.
Такова логика развития науки.
Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев это прекрасно понимали, когда ракета уносила их в космос. Долгие месяцы готовились они к полету, чтобы самоотверженным трудом на борту «Салюта» приблизить эпоху орбитальных городов.
Теперь пилотируемые орбитальные станции работают в космосе длительное время. Мы провожаем в космос «Союзы», которые доставляют космонавтов на эти станции. Долгие недели они несут внеземную вахту. Ведь без наблюдений Земли «со стороны» не могут обойтись многие отрасли науки и народного хозяйства. Геологи надеются, что орбитальные станции помогут им в поиске полезных ископаемых, в изучении распределения снежного и ледяного покрова. Геофизикам спутники и орбитальные станции помогут исследовать атмосферу. Летчикам и морякам они подскажут точные координаты самолетов и кораблей, связистам — установить телемосты из одного конца страны в другой.
Космонавтика начинает помогать даже пожарным и рыбакам.
Пожарная служба располагает мощной авиацией, но, несмотря на это, очень часто воздушные пожарные опаздывают — они слишком поздно обнаруживают очаги огня.
Лесные пожары возникают главным образом во время грозы. И до тех пор, пока грозовые облака не рассеются, обнаружить бедствие почти невозможно, Ведь летать в таких условиях самолетам запрещено. Нередко, прежде чем пожарные прибывают в район бедствия, многие тысячи и даже миллионы гектаров леса уже превращаются в клокочущий океан огня.
С борта орбитальной станции очаг пожара можно обнаружить через несколько секунд после удара молнии.
Создание постоянной «противопожарной космической службы» — это сохранение миллионов рублей, которые крадут у государства лесные пожары. Ежегодно их бывает несколько тысяч, и лишь некоторые из них обнаруживаются сразу…
Рыбакам тоже нужны сообщения из космоса. Немало топлива и времени приходится тратить судам, чтобы найти косяки рыбы. Причем нередко бывает так: отправляется корабль ловить селедку, а находит кильку. Вот и приходится добывать ее, потому что неизвестно, удастся ли обнаружить нужный косяк. Рыбному флоту помогает авиация, но радиус действия самолетов невелик, да и район поисков чрезвычайно узок.
С помощью сравнительно несложной аппаратуры с борта орбитальной станции легко найти косяки рыбы. Причем здесь же в космосе сразу определить, какая именно рыба сосредоточилась в этом районе океана, как много ее, куда держат путь обитатели океана.
После сообщения из космоса задача рыбаков намного упрощается. Они уже знают, сколько судов нужно направить на лов…
Возможности пилотируемых орбитальных станций безграничны. Ведь даже сегодня на их борту устанавливается свыше двух тонн научной аппаратуры! Не случайно в решениях съезда партии записано, что необходимо «обеспечить в новом пятилетии проведение научных работ в космосе в целях развития дальней телефонно-телеграфной связи, телевидения, метеорологического прогнозирования и изучения природных ресурсов, географических исследований и решения других народнохозяйственных задач с помощью спутников, автоматических и пилотируемых аппаратов».
Появились в космосе орбитальные города! И это лучшая память о тех людях, которые отдали свою жизнь, шагая по трудной дороге во вселенную.
— Итак, можно быть уверенным, что орбитальные станции теперь будут постоянно кружить над планетой?
— Бесспорно. «Салюты» стали составной частью нашей индустрии. Они стоят в одном ряду с ВАЗом и Уралмашем, Днепрогэсом и Магниткой…
— Наверное, этим и можно завершить наш разговор?
— А я бы только его начал… Обычно каждая книга заканчивается эпилогом, но мы не сможем написать его — слишком стремительно наше время. Кстати, результаты полета «Салюта-4» еще не изучены. Ученым потребуется немало времени для обработки снимков, различной информации.
Но космонавтика не привыкла ждать…
Весь 1975 год на околоземной орбите работала станция «Салют-4» — своеобразный научно-исследовательский внеземной институт. Дважды к «Салюту» стартовали корабли «Союз». А. Губарев и Г. Гречко жили в космическом доме месяц, а П. Климук и В. Севастьянов более двух месяцев.
«Что больше всего запомнилось в полете?» — спрашивал я космонавтов.
«Работа», — ответил П. Климук.
«Работа», — сказал В. Севастьянов.
«Работа!» — подтвердил А. Губарев.
«Отдыхать некогда, — говорит Г. Гречко, — если бы в „Салюте“ находилось не два космонавта, а двадцать, работы всем хватило бы. Ведь более 150 экспериментов проводили мы во время полета…»
А как же невесомость, перегрузки, космические зори, чернота неба и яркие россыпи звезд в иллюминаторах? Человек попадает в иной мир, неужели этот шквал новых впечатлений «не выбивает из колеи», эмоции не затмевают рассудок?
«Вот теперь можно поговорить о „вреде“ телевидения, — улыбается Г. Гречко. — Это только на экране кажется, что космонавты в корабле лежат в своих креслах или плавают по орбитальному отсеку, и им ничего не остается, как только „развлекать“ зрителей. Мол, смотрите, как легко жонглировать карандашом и кувыркаться в невесомости. Но эта легкость внешняя, обманчивая. Невесомость запоминается прежде всего тяжестью, которая наваливается на голову. В висках стучит, ты чувствуешь себя „перевернутым“ — все время пытаешься „встать на ноги“… Но о себе в эти минуты не думаешь, некогда — работа, работа…»
Сразу после старта и выхода на орбиту «Союза» электронные вычислительные машины нескольких центров начинают прогнозировать траекторию полета. «Союзу» необходимо «перескочить» с одной орбиты на другую: ту, по которой путешествует орбитальная станция «Салют-4».
«За две недели до взлета, — рассказывает космонавт Г. Гречко, — живешь под знаком стыковки. Только о ней и думаешь».
Экипаж «Союза», который уже проверил состояние своего корабля, получает с «Земли» данные для первой коррекции…
Ее стараешься делать так, чтобы комар носа не подточил. На борт сообщаются заданный курс, «установки» для двигателей, время их работы и т. д., — поясняет Г. Гречко. — В эти часы командир и бортинженер ведут довольно интенсивный диалог. По нескольку раз переспрашивают друг друга, уточняют детали. Со стороны может показаться: а почему они говорят об одном и том же, неужели не достаточно одного вопроса? Слишком ответственная операция — коррекция, и необходимо провести ее безукоризненно.
Наконец, в точно рассчитанное время проходит команда на включение двигателя. «Союз» уходит дальше от Земли, он переходит на орбиту «Салюта».
После первой коррекции надо передохнуть, — продолжает Г. Гречко, — слишком велико напряжение, экипаж нуждается в отдыхе. Тем более что теперь «центр тяжести» работы вновь смещается на «Землю» — необходимы точные данные о новой орбите. Если представить грубо задачи обеих коррекций, то их цель можно сформулировать таким образом: первая коррекция — переход на орбиту, где «ходит» станция, вторая — уравнивание скоростей корабля и «Салюта».
Центр управления полетом устанавливает «мост» между кораблем и станцией. Он разрабатывает единую программу сближения, выдает команды и на борт «Союза» и «Салюта».
Сначала корабль ищет станцию, — поясняет Г. Гречко, — и как только антенны станции принимают сигнал «Союза», она разворачивается к кораблю. Радионити начинают «стягивать» оба космических объекта. На корабле находится счетно-решающая машина, которая высчитывает расстояние до станции, скорость движения, боковые отклонения… «Союз» идет в строго определенном коридоре, он не должен выходить за его пределы. Если он приближается к нижней или верхней границе коридора, сразу же включаются двигатели, и корабль «загоняется» внутрь…
Жаль, невозможно видеть тот замысловатый вьющий пилотаж в космосе, который совершает «Союз». Он то идет носом к станции, то разворачивается боком, то нацеливается на нее соплом основного двигателя, и он включается, чтобы погасить избыток скорости…
Работает автоматическая система сближения и стыковки.
Автоматика автоматикой, но и у космонавтов есть горячие минутки, — уточняет Г. Гречко, — от людей зависит очень многое. Командир и бортинженер видят, к примеру, дальность — 4, скорость — 2. Система автоматики определяет, что надо разгонять корабль. Но правильно ли она оценивает ситуацию? Не ошибается ли? Сообщаем свои анализы «Земле», Центр выдает «добро», и лишь после этого экипаж «разрешает» включиться двигателям… Короче говоря, автоматическая система не просто работает, а космонавты в это время сидят и ждут, когда автоматика сделает свое дело… И командир и бортинженер должны понимать весь процесс, оценивать каждый разворот, каждое включение двигателя. Ты должен мысленно опережать работу автоматики — недогасила она скорость, перегасила, недоработала по времени, переработала… В каждую секунду надо быть готовым взять управление на себя…
Вот уже виден «Салют». Автоматика не подвела. Теперь надо переходить на ручное управление. Конечно, можно довериться, как и прежде, автоматике, но сейчас управление в руках человека. Корабль уже не разворачивается — боковая скорость погашена, «Союз» идет к станции носом.
На причаливании работают двигатели ориентации и причаливания, управление кораблем мягкое, точное…
Командир работает двумя ручками. С помощью одной гасятся все возмущения, а вторая помогает удерживать «Союз» в определенном положении — он нацеливается стыковочным узлом к станции.
Бортинженер контролирует работу двигателей, поддерживает связь с «Землей».
Огромное нервное напряжение у экипажа, — поясняет Г. Гречко. — Знаете, когда кончается рабочий день в космосе, чувствуешь, как много нервной энергии потрачено. Ведь даже простая операция — нажать кнопку или включить тумблер — становится на орбите сложной. Вот вы сейчас разговариваете со мной и в течение этих нескольких минут встали, подошли к телевизору, выключили его, потом выпили чашку кофе… Короче говоря, вы совершили несколько десятков операций, не задумываясь о них. Вы это делали механически, контролируя лишь себя подсознательно… В космосе так действовать нельзя. Прежде чем включить тумблер или нажать кнопку, нужно хорошенько подумать: а вовремя ли это сделано, что произойдет и т. д.
Станция большая, красивая. Она все ближе. Кажется, время тянется медленнее.
Наконец легкий толчок, станция вздрогнула и застыла. Есть стыковка!
Начинается стягивание. Через несколько минут «Союз» и «Салют» составят единое целое.
…Однажды я ехал с известным летчиком-испытателем, — продолжает Г. Гречко, — он воевал, сбил более двадцати фашистских самолетов. И он мне рассказал о любопытном наблюдении: в полете такое сильное нервное напряжение, что все остальное отступает. К примеру, в полете ни у одного летчика не было инфаркта, раненые обычно умирали не в воздухе, а после посадки… Я невольно сравнил ощущение летчика во время боевого вылета с нервным напряжением космонавта, не спадающим, пожалуй, в течение всего полета. Потому что до стыковки и ты и «Земля» думают только о стыковке, а когда она уже произошла, то сразу же все заботы твои — о переходе в станцию. Кажется, нас с Алексеем Губаревым «Земля» даже забыла поздравить со стыковкой…
Космонавты открыли переходной люк. Перед ними открылся темный, бесконечный, таинственный коридор… Можно идти в «Салют»…
Бортинженер вошел первым и зажег свет.
Люди вернулись в свой космический дом.
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги