Небесный землемер

IV Небесный землемер

Девять братьев в солнечной семье планет, девять разных, непохожих миров.

Быстрее всех движется самый близкий к Солнцу Меркурий. Странный мир, где на одной стороне — вечный день и вечное лето, а на другой — бесконечная холодная ночь. Громадное незаходящее Солнце — жгучее, палящее, своим нестерпимым жаром испепелило бы любую жизнь, осмелься она появиться в такой близи от него. Словно наказанный за смелую попытку стать ближе всех к Солнцу, он обречен быть мертвым — этот двойник нашей Луны.

Закутанная в облачные покрывала, как бы стараясь спрятаться от палящих лучей, путешествует вокруг Солнца красавица Венера — самая яркая из всех планет солнечной семьи.

Венера и Земля — планеты-близнецы: таким же ровным голубоватым светом сквозь полупрозрачную пелену облаков, если смотреть на нее с другой планеты, светит и наша Земля.

А еще дальше вычерчивает свою траекторию кроваво-красный Марс, цветом напоминающий отблеск пожаров, одна из близких к нашей Земле и самых загадочных планет.

Громадный, величественный Юпитер, медленно перемещающийся среди звезд, совсем не похож на своих собратьев. Он скорее сродни самому Солнцу — массивный, могучий. На нем не меняются времена года: там всегда холодно, и один год длится двенадцать земных лет.

До Сатурна лучи Солнца уже едва достают. От этого он кажется совсем тусклым и мрачным. Тяжелые ядовитые облака из метана и аммиака пронизывают его атмосферу и атмосферу его близнеца Урана — одной из самых далеких от Солнца планет.

Дальше находятся только Нептун и Плутон. Света и тепла они получают от Солнца в тысячи раз меньше, чем Земля. Этих жалких остатков хватает лишь на то, чтобы подогреть холодные планеты всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля — температуры окружающего мирового пространства. Темная ледяная пустыня вокруг, и на них самих — мрачный, зловещий, лишенный и признаков жизни мир.

Из всех девяти планет только Меркурий, Венера и Плутон не имеют спутников. У Марса их два: Деймос — «Ужас» и Фобос — «Страх». Столько же попутчиков у Нептуна. Зато Уран движется в сопровождении пяти, а Сатурн — даже девяти попутчиков.

Юпитер же и тут превзошел всех: вокруг него вращается двенадцать «карликов», из которых некоторые даже больше такой самостоятельной планеты, как Меркурий.

И лишь нашу Землю в ее беге вокруг Солнца сопровождает всего одна спутница — Луна.

9 больших планет и 31 спутник — единый незыблемый механизм. Такой создала природа нашу солнечную систему.

Безостановочно крутится этот слаженный механизм — такой четкий и отработанный, что, кажется, в нем невозможно ничего изменить без того, чтобы не нарушить его ритмичный ход.

В семье девяти планет Солнце всемогуще. Это оно заставляет их двигаться, темные холодные глыбы превращает в яркие светила, на одних рождает жизнь, а другие делает мертвой пустыней. Здесь все совершается по его «воле» и зависит от его «настроения». Даже могучий Юпитер, сам подобный Солнцу, беспрекословно слушается его.

И вот человек заставил небесные тела потесниться, принять новых членов в свою семью. Вначале искусственные спутники — первый, второй, третий, затем искусственная планета, разрезав предрассветную тьму, ушли в космос. У Земли прибавилось спутниц, а в солнечной системе стало на одну планету больше.

Так что между Землей и Марсом движется теперь искусственное небесное тело, склепанное из обычных кусков металла и в то же время столь сильно похожее на соседей по небу, что не верится, будто оно и впрямь сделано на заводе. Новая планета — со своим «характером», зависящим от ее места под Солнцем.

А небо около Земли опоясывает новая луна. Лохматое, пылающее, не загороженное воздушным покрывалом, Солнце кажется с искусственного спутника зловещим. Беспощадно нагревает оно новую луну. Спрятавшись же от его жгучих лучей в земную тень, спутник погружается в ледяную черную бездну. Новое небесное тело — новый, не похожий на наш мир.

Пусть искусственные луна и планета микроскопически малы по сравнению с настоящими планетами и их спутниками. Пусть их появление не изменило протоптанного устойчивого пути ни одной из старых планет, и даже на движении естественной Луны появление соперницы не сказалось никак, все равно — это победа человека, равной которой он еще не одерживал никогда.

Впервые за все существование солнечной системы в едином ритме с 9 планетами и 31 их спутником стали вращаться небесные тела, построенные по чертежам на Земле. И это никогда не перестанет поражать воображение.

Не было более смелой и более дерзкой мечты у человека, чем эта: оторваться от Земли и отправиться в увлекательное путешествие по неведомым глубинам космоса. Еще совсем недавно про космические полеты можно было прочесть только в фантастическом романе. А сейчас о том же, как о свершенном, в скупых строках сообщает газета.

Первый земной предмет, послушный воле людей, покинул пределы Земли и движется в пространстве. Человек вступил в состязание с могучим соперником — Солнцем. Вот что стоит за короткой фразой: запущено искусственное небесное тело.

С самим тем фактом, что у планеты, на которой мы живем, теперь не одна Луна, мы сжились довольно быстро. Уже как нечто само собой разумеющееся прочитываешь привычное газетное сообщение: «На сегодня искусственный спутник Земли совершил… оборотов вокруг Земли…» До мельчайших деталей знакомы очертания новых спутников, и фотографии искусственной луны так прочно заняли свое место в технических книгах, что кажется, они всегда и были тут, рядом со снимками ракет и современных самолетов. И все-таки каждый раз, как возвращаешься мыслью к тому, что новое небесное тело создано на Земле, снова и снова поражаешься необыкновенному превращению простого металлического шара или конуса в это самое небесное тело.

Только что он был простым грузом, помещенным в ракете и движущимся вместе с ней. Но вот защитный кожух, прикрывавший его, слетел, толчок — и бывший пассажир двинулся в самостоятельный путь вокруг Земли. Теперь он уже искусственный спутник.

А что, собственно, изменилось? Как был внутри ракеты металлический шар или конус, внешне ничуть не похожий на обычные планеты, таким он и остался. Так почему же, спрашивается, это — «луна», а не «само-», «верто-» или еще какой-нибудь необыкновенный «лет», совершающий кругосветное путешествие вокруг Земли?

Разгадка заключается в самом способе его полета. С этим способом полета связаны и все планы использования спутника для измерения Земли.

Что случилось в тот момент, когда кусок металла вытолкнули из ракеты? Почему он не упал вниз на Землю, как падает на нее любой другой предмет, если у него нет опоры, а, лишенный какого бы то ни было двигателя, обрел удивительную способность летать сам собой?

Никому не придет в голову спрашивать: на чем держится и почему движется — хотя бы про саму Землю или настоящую Луну. Вопросы эти решены еще на заре астрономии, и правильный ответ на них усвоен каждым с азами школьной науки. Но законам небесной механики подчиняются лишь далекие, разбросанные в космосе планеты.

У нас же, на Земле, чтобы заставить какой-нибудь предмет перемещаться, обязательно надо его все время толкать, двигать. А если уж он оторвался от Земли, то, чтобы не упасть, должен опираться на что-нибудь — пусть хоть на невидимый и почти невесомый воздух. Как самолет, например.

И невольно все эти земные законы мы прилагаем к движению созданного на Земле спутника, хотя, как только тот вылетел из ракеты, он уже стал обитателем космического мира, где главным двигателем всех тел является тяготение — то самое тяготение, которое придает могущество Солнцу, делает его властелином нашей планетной системы.

Создав самолеты, вертолеты и другие летающие машины, человек победил воздух: заставил его удерживать предметы, которые гораздо тяжелее самого воздуха. А запустив искусственный спутник, он одержал победу над тяжестью — этой вездесущей «гирей», с чудовищной силой придавливающей, привязывающей все земные предметы к нашей планете.

Разорвав невидимые путы тяжести, сделавшей нас пленниками Земли, человек заставил ее вращать новое небесное тело. И в этом его вторая большая победа, заключенная все в тех же немудреных словах: запущен искусственный спутник.

Нелегко досталась эта победа. И не потому, что трудно было создать само небесное тело. Для полета решающего значения устройство этого тела не имеет. Вот почему так отличаются по конструкции первый советский искусственный спутник от второго, а второй — от третьего.

Чтобы стать небесным телом, спутник вовсе не должен быть носителем каких-то необыкновенных, неземных качеств. Важно лишь, чтобы он обладал весом, то есть был подвержен действию силы земного притяжения.

И тогда ему не понадобятся крылья-упоры и мотор-двигатель. Из всех летных качеств для него важно лишь одно: не оказывать большого сопротивления встречному воздуху, не мешать полету, то есть быть по возможности обтекаемым.

Но зато, чтобы стал возможным сам полет без крыльев и без мотора, спутник надо забросить очень высоко — туда, где он сможет «потягаться» силой с коварной тяжестью. Суметь забросить будущий спутник на сотни километров ввысь от поверхности Земли — к этому и свелась задача создания нового небесного тела.

Решить ее удалось, лишь когда был создан специальный транспорт, которому оказалось по силам доставить собранный на заводе металлический кожух с аппаратурой со дна воздушного океана почти к самой его поверхности.

И не просто доставить, но и сообщить этому куску металла огромную — космическую — скорость, чтобы он успел сильно разогнаться, прежде чем тяжесть властной рукой начнет прижимать его к Земле.

Таким космическим перевозчиком стала ракета.

Рев газов, вырвавшихся при старте из сопла ракеты и оттолкнувших ее с колоссальной силой от поверхности Земли, возвестил о начале неслыханного единоборства крохотного пигмея и могучей, не знавшей поражений тяжести. Ураганную силу сопротивляющейся атмосферы выслала она навстречу вонзившемуся в воздушную толщу космическому кораблю. Такой эфемерный на вид воздух стал твердым и плотным, как сталь, когда посланец человека попытался его пробить.

В сто крат усилила тяжесть свою мощь, тысячепудовыми гирями повиснув на стремящейся уйти, избавиться от ее власти ракете. Но послушная непоколебимой воле человека ракета, как только тяжесть начала пересиливать, избавилась от излишков груза. Вместе с первым двигателем отброшены пустые резервуары из-под израсходованного горючего, корпус корабля стал легче, взревел второй мотор, и новым рывком ракета вырвалась вперед.

Ослабев в этой неравной схватке, растратив запасы горючего, казалось, готовая сдаться и покорно вернуться на Землю, опять и опять получала ракета подкрепление от человека, предусмотревшего все этапы борьбы, до капли рассчитавшего силы врага.

Покорная его желанию, становилась легче ракета, подбрасывал ее вверх новый, в нужную минуту включавшийся мотор, и отступала никогда не отступавшая раньше тяжесть.

Рывок — и нужная высота достигнута. Металлический шар освободился от ракеты и помчался дальше один. Ракета выполнила свою задачу: она доставила груз на «безопасную» высоту и передала ему всю накопленную во время разбега скорость. Последнее, что заставил ее сделать человек, — это толкнуть отделившийся от нее груз. Подброшенный в момент освобождения, металлический шар помчался еще быстрее, чем летела ракета.

Слабеющая рука тяжести в последнем усилии дотянулась до куска металла, заброшенного человеком в космическую высь, и он — не в силах ни улететь прочь, ни упасть вниз — стал вращаться вокруг Земли. А это и надо было человеку. Бессильная тяжесть сдалась и послушно двигала, заставляла лететь машину без крыльев и без мотора.

Мертвый металлический груз стал небесным телом, живущим своей самостоятельной жизнью. Распрямились усы антенн, и вниз, на далекую, закрытую облаками Землю полетело «бип-бип-бип» — первый рапорт о том, что увидел и услышал новый житель космической страны.

«Спутник вышел на орбиту», — записали в журнал наблюдений принявшие этот рапорт советские ученые. И, раскрыв утром газету, мы прочли: «Вчера, 4 октября 1957 года, в СССР произведен успешный запуск искусственного спутника…» И дальше — вес, размер, высота полета — обычные, такие прозаические сведения, как будто речь шла не о новом небесном теле, а всего лишь о каком-то земном механизме.

Спокойными, уверенными словами, как будто и не могло быть сомнения в исходе этой титанической борьбы, в победе человека — такого маленького и слабого, когда представишь космические масштабы схватки, и столь сильного, если судить по ее итогам.

Могучим делает его знание, мудрость, накопленные не одним поколением людей. Знания, которые смогли воплотиться в реальные дела лишь в стране самой передовой техники. Как запустить искусственный спутник, знали ученые и раньше. Но осуществить этот дерзкий замысел оказалось по силам только советским людям. Победа творческого разума, победа советской науки — третья удивительная победа, к которой нельзя оставаться равнодушным, читая короткое сообщение о запуске искусственного спутника.

Итак, спутник не падает, а летает. Летает потому, что его притягивает Земля, точно так же, как планеты движет мощное притяжение Солнца. И все-таки просто сказать, что он не падает, нельзя.

Он только и делает, что падает, как непрерывно падает на Солнце сама наша Земля и все остальные планеты. Но так же, как и они и как естественная Луна, он не может упасть. Мешает то, что он при этом движется вперед.

Если тот же наш искусственный спутник просто забросить в космос и там его остановить, то он вовсе и не стал бы спутником Земли, а немедленно упал вниз, как упали бы на Солнце все планеты, если их вдруг лишить возможности двигаться.

Пока они движутся, инерция — та же самая, которая упрямо отклоняет вас назад, когда водитель трогает трамвай вперед, только в миллионы раз более сильная, — задерживает их, не дает им падать на Солнце. На сколько Солнце притянет планету, а планеты — своих спутников, на столько же инерция протащит их вперед. Вот и получается, что планеты и спутники все время падают, но это падение никогда не кончается. Спутники и планеты как бы подвешены на невидимой опоре. Вот почему сказать, что спутник ни на чем не держится, тоже нельзя.

А что, если вдруг исчезнет эта вездесущая тяжесть, если Солнце и планеты лишатся способности притягивать? Вся солнечная семья тут же разрушится, разлетится в разные стороны: спутник помчится прочь от Земли, а Земля — прочь от Солнца.

Получается, как это ни парадоксально, что та же тяжесть, которая заставляет спутник двигаться вокруг нашей планеты, служит ему и опорой, поддержкой в пространстве. Та самая ньютонова сила тяготения, которая заставляла галилеев камень всегда возвращаться на Землю, а заброшенный до Луны превращала в саму Луну, тоже падающую, но уже не могущую упасть на Землю.

Казавшаяся пригодной разве лишь для доказательства тождества «земной» и «небесной» тяжести полумечта-полуфантазия Ньютона! Помните: забросить бы галилеев камень так далеко, чтобы он превратился в кеплерову Луну… А ведь запустить искусственный спутник — это и значит закинуть земной предмет в такую высь, чтобы он уже не смог вернуться на Землю.

Вот почему контейнер с приборами, движущийся в космосе вокруг нашей планеты, — это не какой-то необыкновенный летательный аппарат, а всего-навсего «камень», превратившийся из-за дальности в небесное тело — искусственную луну, подчиняющуюся закону всемирного тяготения Ньютона.

К самому тяготению, к тому, как оно заставляет двигаться небесные тела, можно было бы, пожалуй, и не возвращаться еще раз, если бы история, рассказанная в начале книги, не имела продолжения.

Звон разбитого стекла, словно разрезавший лабораторную тишину, заставил ученого вздрогнуть: опять кто-то открыл дверь. Сколько раз он просил не входить во время опыта! Если уж нельзя научиться быть аккуратным, то нечего и браться помогать в столь тонком эксперименте. Так и есть: испуганный этим неожиданным резким звуком, он нечаянно качнул сосуд, и теперь блестящая непрозрачная жидкость едва заметно колебалась.

Он раздраженно выглянул в коридор. Но там никого не было. «Очевидно, ветер», — уже спокойнее подумал профессор. Он явно нервничал. Впрочем, это не мудрено. Если бы ему предстояло сражаться с таким вот обыкновенным сквозняком… И он привычно, как всегда теперь, если ему случалось столкнуться с ветром, мысленно восстановил ясную до мельчайших деталей картину.

Вот ветер с размаху толкнул дверь, «дзинк!» — зазвенело выбитое стекло. «Дзинк!» — этот резкий высокий звук с силой толкнул ближайшие молекулы воздуха и, как по клавишам, стремительно побежал по ним; ближние молекулы подтолкнули соседние, те передали толчок дальше, пока, наконец, самые дальние упруго толкнулись в уши профессора: «Дзинк!» Он сердито обернулся: опять раскрыли дверь.

Да, все было именно так. Коридор только кажется пустым. В действительности он весь пронизан, забит молекулами воздуха. Ведь если бы их не было, он не услышал бы звона разбитого стекла. Звук не может распространяться в пустоте, где ничего нет. Так же, как, впрочем, и тяготение… А этот упрямец Ньютон еще утверждал, что его сила тяготения достает до любого, даже самого далекого предмета мгновенно, неизвестно как проскочив через разделяющую их пустоту мирового пространства. И это было, конечно, самым уязвимым местом его теории.

Сейчас большинство ученых считало, что между всеми телами — этими «сгустками материи» — находится не ньютонова пустота, «абсолютное пространство», как он говорил, а некая промежуточная, невидимая простым глазом среда. Через нее-то тела и тяготеют друг к другу. Подобно звуку, путешествующему по мельчайшим частицам воздуха, притяжение Солнца, вероятно, передается Земле через крошечные зерна «эфира», заполняющего пространство между ними.

Профессор Майкельсон еще раз оглядел лабораторию. Блестящая, похожая на расплавленный свинец жидкость, налитая в большой сосуд, уже успокоилась. Да, это он правильно придумал — поместить свой прибор на массивной плите, плавающей в ртути. Его помощник возился с фонарем, регулируя силу света.

Фонарь, два зеркала для отражения света, прибор для расщепления светового луча и плавающий приемник, где оба пучка света должны были вновь соединиться, — вот, собственно, и все нехитрые приспособления, с помощью которых он решил «охотиться за эфирным ветром», как прозвали эту затею.

Многие его современники находили, что между распространением звука в воздухе и света в эфире много общего. Но звук, как известно, быстрее доходит до нас, если распространяется по ветру, а не против него. Точно так же свет от какого-то источника, находящегося восточнее нас, должен казаться нам распространяющимся быстрее, так как, двигаясь вместе с Землей вокруг оси, мы его как бы нагоняем. А свет от фонаря, расположенного западнее наблюдателя, должен настолько же отставать, так как он мчится нам вдогонку. Все это, разумеется, в том случае, если существует пресловутый эфир, служащий переносчиком света, но сам неподвижный.

Эфир для света то же, что воздух для звука. А движение нашей планеты сквозь эфир и влияние, которое оно оказывает на распространение света, аналогично действию ветра на скорость перемещения звука в воздухе. Обнаружить этот «эфирный ветер», то есть измерить разницу в скорости света от западного и восточного фонаря, и задумал американский ученый. Если добавить, что возможная разница должна составлять не больше миллионной доли нормальной скорости света, то станет понятно, за какую труднейшую задачу он взялся.

Разумеется, и речи не могло быть о том, чтобы действительно измерить такую микроскопическую величину. Можно было считать победой, если бы удалось хотя бы заметить само отставание света. С этой целью профессор Майкельсон и расщепил световой луч на две части, заставив их двигаться поврозь: одну с запада на восток до зеркала и обратно, другую с юга на север до такого же зеркала.

Если «эфирный ветер» существует, то первый луч, движущийся вслед за нами, отстанет. Будучи вновь соединены, оба луча не совместятся точно. А чтобы избежать всяких посторонних колебаний или толчков, могущих исказить результат наблюдений, ловушку для поимки «эфирного ветра» и поместили на густой ртути.

Итак, все было готово для необычного эксперимента. Майкельсон взглянул на секундомер и кивнул своему помощнику. Тот включил фонарь, первый луч света скользнул к зеркалам. Еще секунда, другая — и в ловушке забьется, сдвигая отражение лучей, не давая им соединиться, таинственный «эфирный ветер»…

Но прошло несколько часов, а все оставалось по-прежнему, без изменений. Один за другим расщеплялись и вновь соединялись световые лучи, но как ни поворачивал свою ловушку Майкельсон, то на восток, то на север, то на запад, — ни один из них не отстал и не забежал вперед, как будто и не было вовсе никакого «эфирного ветра».

В течение многих лет упорно повторял профессор Майкельсон свой точно рассчитанный опыт, в котором даже самые отъявленные скептики не могли обнаружить никакого просчета. Такую же неудачу потерпели и другие, не менее остроумные попытки обнаружить «эфирный ветер».

И когда многократно повторенный эксперимент дал все тот же результат, профессор Майкельсон заявил, что никакого «эфирного ветра» нет в природе, как не существует и самого эфира. Это было в 1929 году.

Как же распространяется тяготение, через что тела притягивают друг друга? Ясно было только одно: ни загадочная ньютонова пустота, ни столь же сомнительный эфир не могли быть посредниками во взаимодействии тел.

Во времена Ньютона был известен только один способ действия на расстоянии — это притяжение под влиянием силы тяжести. Теперь обнаружено, что притягивать друг друга могут также тела, обладающие электрическим или магнитным зарядом. А совсем недавно и у внутриатомных частиц открыта такая же способность, проявляющаяся благодаря особому — ядерному — заряду.

Современная физика объясняет удивительную способность, позволяющую силе тяжести, магнитным, электрическим и ядерным силам действовать через громадные расстояния, тем, что между телами, порождающими эти силы, возникает особый вид материи — поле.

Если два тела заряжены электричеством или намагничены, между ними возникает соответственно электрическое или магнитное поле. Между отдельными частицами ядра атома возникает ядерное поле. Гравитационное же поле, или поле тяжести, можно наблюдать между любыми телами. Надо лишь, чтобы они имели хоть какую-нибудь массу, а ею, как известно, обладают абсолютно все тела. Вот почему оно возникает даже между крохотными частицами, заключенными внутри атома.

Поле не имеет определенной геометрической формы, как любое другое вещество — будь то наша громадина планета или малютка атом. Но, как всякая материя, поле обладает определенной энергией — может двигать, перемещать предмет, находящийся в нем, или совершать какую-нибудь другую работу.

Поле имеет определенную протяженность в пространстве, хотя у него нет четких границ, и никогда нельзя указать точный рубеж, за которым кончается его действие. Всего сильнее поле вблизи породившего его источника, а чем дальше, тем все больше и больше оно ослабевает.

Еще одна удивительная особенность отличает поле от любой другой вещественной формы материи. И громадное космическое тело и крошка атом занимают свой кусок пространства. Несколько планет или атомов могут располагаться только рядом друг с другом. А магнитное, электрическое и поле тяжести спокойно умещаются в одном и том же участке пространства, словно вкладываясь одно в другое.

Вот почему любое небесное тело может одновременно как бы разговаривать со своими далекими соседями на трех языках: излучать сразу магнитное, электрическое и гравитационное поля. Как наша Земля, например.

Сейчас уже никто не станет утверждать, что стрелку компаса поворачивает Полярная звезда, как это всерьез считали всего несколько веков назад. И штурман, ведущий по компасу самолет сквозь полярную ночь, и отправляющийся в маршрут геолог, и просто школьник, еще только мечтающий о путешествиях, хорошо знают, что сама наша Земля — огромный магнит.

А магнитный океан, окружающий Землю, волны которого местами так удивительно совпадают с буграми и впадинами геоида, — это и есть магнитное поле, рожденное магнитным зарядом нашей планеты. Громадная же масса Земли создает вокруг нее сильное поле тяжести.

Расстояние, на котором заметно ощущается действие земного поля тяжести, астрономы оценивают примерно в 900 тысяч километров. Оно обволакивает земной шар весьма солидной толщей и обладает такой мощью, что заставляет стремительно мчаться вокруг Земли тяжелую Луну. А ведь она находится от нас почти за 400 тысяч километров. Во власти этого могучего поля тяготения оказался и искусственный спутник.

Еще мощнее поле тяжести, окружающее Солнце. Оно имеет протяженность в миллиарды километров. И даже Плутон, находящийся от нашего светила на расстоянии 6 миллиардов километров — в сорок раз дальше, чем Земля, — движется далеко не по его «краю».

Гравитационное поле Солнца сможет двигать и еще более далекие планеты, если такие окажутся. Во всяком случае лишь на расстоянии, в сто с лишним тысяч раз большем того, которое отделяет от Солнца нашу планету, его притяжение станет слабее, чем ближайшей звезды. Это значит, что если бы какая-то планета очутилась здесь, то она стала бы вращаться не вокруг нашего, а вокруг другого солнца, — звезды Альфы из созвездия Центавра, например.

Мощные, стремительные поля тяготения, переносящие притяжение на колоссальные расстояния, и делают тяжесть такой всесильной.

Измерить приближенно магнитный заряд Земли или так же примерно определить ее массу не столь уж сложно. И это давно проделано учеными. Но даже и зная, что земной магнит не очень силен и притягивает тела примерно так же, как школьная «подкова», удаленная сантиметров на 10–15, а вес земного шара, напротив, выражается солидным 22-значным числом, мы еще не можем точно сказать, как будет действовать магнитное поле нашей планеты на какое-либо заряженное электричеством тело. Или как будет двигаться в земном поле тяготения тот же, скажем, искусственный спутник. Ведь чтобы суметь ответить на этот вопрос, надо иметь подробный чертеж поля.

После всего, что было сказано о невидимом, не имеющем определенной формы поле, это может показаться совершенным абсурдом. Как начертить то, что не имеет очертаний? Но как начертили в свое время советские ученые невидимку-геоид?

Они отметили на карте Земли точки, в которых геоид был промерен, то есть известна его высота над эллипсоидом, и соединили те из них, которые имели совершенно одинаковые значения. Получилась целая группа извилистых линий.

Примерно так же поступают ученые, когда им надо «нарисовать» магнитное или, скажем, электрическое поле. Они помещают в том или ином участке поля маленький заряд или крохотный магнитик и замечают, как он расположится. Если затем соединить все точки, в которых этот заряд или магнит располагался одинаково, то получатся сплошные линии, в которых направление действия поля одинаково. Их обычно называют силовыми линиями.

К помощи силовых линий прибегают ученые, когда им надо изобразить на бумаге какое-нибудь поле. Глядя на такой рисунок, они сразу могут определить характер поля: чем гуще расположились в том или ином месте силовые линии, тем энергичнее будет действовать здесь поле на движущийся предмет. А в каком направлении — это указывают сами линии.

Мощным пучком вырываются магнитные силовые линии с побережья Антарктиды и, обогнув пространство вокруг Земли, вонзаются в северное полушарие где-то между островов Канадского архипелага. Об этом рассказала все та же стрелка компаса, которая стала первым измерителем магнитного поля Земли. Она-то и выполняет роль магнита, вытягивающегося всегда вдоль силовых линий.

Рисунок земного поля тяжести не менее сложен. Направление, в котором действует сила тяжести, указывает нам обычный отвес — нить с маленьким грузиком на конце.

Ученые сумели сделать одно из полей — магнитное — даже осязаемым.

Этот простой школьный опыт, наверное, помнят все. На листок бумаги над магнитом сыплют мелкие железные опилки. И неожиданно они начинают выстраиваться кругами — невидимые силовые линии, в существование которых приходилось верить на слово, вдруг становятся зримыми, словно они проявились на фотопластинке.

Поисками таких «опилок» и занялись ученые, исследующие огромный земной магнит. Оказалось, роль «опилок» в этом случае могут сыграть космические лучи, непрерывным потоком льющиеся на земной шар из мирового пространства. Наталкиваясь на невидимый магнитный барьер, окружающий Землю, электрически заряженные частички как бы «спотыкаются».

Пробить магнитное поле Земли удается не всем из них. Самые слабенькие покорно опускаются в приполярные районы, соскальзывая по сходящемуся вееру силовых линий. А наиболее сильные, протаранив магнитный барьер, проникают в средние и экваториальные широты.

Земной магнит как бы сортирует космические лучи. И вот, измеряя, сколько частиц и какой силы достигает поверхности Земли на разных широтах, ученые наглядно представляют себе величину магнитного поля в тех или иных местах. Они получают как бы «фотоснимок» магнитного поля, выполненный космическими лучами.

Зачем понадобилось узнавать его структуру таким сложным путем? Не проще ли было взять шар из железа, намагниченный с такой же силой, как и земной, и обсыпать его не космическими, а самыми обычными металлическими опилками? Когда-то примерно так и делали. И все, что удалось «увидеть» и «прощупать» в магнитном поле простого металлического шара, механически переносили на «чертежи» земного магнитного поля.

Но чем больше путешествовала вместе с магнитологами по настоящему магнитному океану стрелка магнитометра, тем очевиднее становилось, что земное магнитное поле далеко не так просто, как то, которое образуется вокруг ровного однородного металлического шара. Ведь Земля — вовсе не такой идеальный шар.

Теперь известно, что земной шар намагничен асимметрично. Его магнитная ось не совпадает с географической. Она наклонена к оси вращения на 11°30′ и смещена от центра Земли на целых 1140 километров в сторону Тихого океана. А само магнитное поле в западном и восточном полушариях не одинаково по силе.

Кроме того, в земном магнитном поле обнаружились значительные неровности. Силовые линии в самых неожиданных местах, вместо того чтобы образовать плавные дуги, изгибаются, сближаются, как если бы здесь находился какой-то добавочный магнит. Попробовали измерить в одном из таких мест величину магнитного поля, оказалось, что она здесь гораздо больше, чем должна бы быть. О причинах таких магнитных сгустков, как мы знаем, спорят ученые.

Так же неоднородно и земное поле тяжести. От поля тяготения, возникающего вокруг металлического шара, его отличают две особенности. Металлический шар — это действительно шар, и его поле тяготения с одинаковой силой действует во всех направлениях. А Земля сплюснута, и потому ее поле тяжести неровное: на одном и том же расстоянии от поверхности планеты оно имеет разную величину против полюсов и против экватора.

Кроме того, плотность металлического шара совершенно одинакова в любом его месте, почему можно считать, что его поле тяготения возникает в одной точке — центре шара. И тогда его очень легко начертить.

Земля же, как известно, неоднородна, и различные ее участки развивают разную силу притяжения, отчего земное поле тяжести становится очень сложным, как бы состоящим из множества местных полей. Его трудно начертить и, значит, рассчитать заранее силу, с которой оно действует в том или ином месте, пока оно не промерено буквально вдоль и поперек.

Вот почему, заставив искусственный спутник двигаться в поле тяготения Земли, ученые все-таки оказались не в силах предсказать абсолютно точный маршрут новой луны на все время ее жизни.

«Как же так? — спросите вы. — Ведь даже в самом первом сообщении о запуске искусственной луны было сказано: спутник вышел на заданную орбиту, — и указаны ее отличительные признаки — высота над земной поверхностью, угол наклона к Земле и так далее. Разве спутник ослушался ученых и движется не на той высоте и не под тем углом, которые были ему заданы?» Разберемся в этом подробнее.

Огромная высота и стремительная скорость, как говорилось, — важнейшие условия, делающие обычный «камень» спутником планеты. И не просто большая высота и большая скорость, а вполне определенные, рассчитанные заранее, задолго до того, как будущий спутник начал свое заоблачное путешествие.

Удивительный полет безо всякого двигателя — падение, никогда не кончающееся падением, начинается с того момента, когда наступает равновесие сил, притягивающих «камень» к Земле и стремящихся отбросить его еще дальше, в космос.

А для этого наш «камень» должен мчаться со скоростью около 8 километров в секунду. Только при этом условии он не вернется на Землю и станет круг за кругом обходить ее. Поэтому такая скорость и называется круговой, или орбитальной, так как в данном случае «камень», подобно всякому небесному телу, обретает свою орбиту.

Достичь скорости передвижения, намного превышающей все наземные, может только многоступенчатая ракета. Обычной, не делящейся на ступени ракете пришлось бы тащить с собой такой запас топлива, какой она просто была бы не в силах поднять. Освобождаясь же от одной из своих частей, ракета становится легче. И ей теперь требуется топлива гораздо меньше. Вот почему во время ожесточенной схватки с тяжестью ракета последовательно одну за другой отбрасывала свои ступени. Только это и позволило ей вывести спутник на орбиту.

Но почему в сообщении говорилось, что спутник движется вокруг нашей планеты вовсе не по кругу, а по эллипсу?

Дело в том, что скорость — 8 км/сек — дана как бы с запасом. Она не позволит «камню» упасть на Землю, даже если бы мы бросали его прямо с поверхности Земли. А так как даже наш первый спутник стал двигаться на высоте почти тысячи километров (второй и третий — еще выше), где сила тяжести уже ослаблена самим расстоянием, то он получил как бы некоторый излишек скорости. Тяжести из-за этого стало труднее искривлять его путь, и орбита спутника вытянулась, превратившись в эллипс.

Вот размеры и форму этого эллипса ученые и рассчитали заранее, зная силу земного тяготения и законы, по которым действует поле тяжести, окружающее Землю.

Центр Земли находится в одном из фокусов этого эллипса. Поэтому спутник то приближается к ней, то удаляется от ее поверхности. Наиболее далекая точка орбиты первого спутника находилась от поверхности Земли примерно в 900 километрах. Сам эллипс был вытянут лишь слегка и мало отличался от правильного круга. А его наклон к земному экватору составлял 65°.

Таково было задание, полученное автоматическим аппаратом управления ракеты на Земле. От того, насколько правильно он его выполнит, зависело — станет заложенный груз искусственным спутником или нет.

Если бы в расчетах ученых оказался хоть малейший просчет и двигатель ракеты не дотянул ее до нужной высоты или толкал бы ее в последний момент чуть медленнее или в неправильном направлении, победительницей из схватки вышла бы тяжесть, и спутник, вновь став простым камнем, вернулся бы на Землю, как возвращались на нее до этого все брошенные вверх предметы.

А что случится, если скорость забрасываемого в космос тела окажется больше 8 км/сек?

Обруч его орбиты вытянется сильнее. Второй советский спутник, например, получив скорость, несколько превысившую ту, которая была достигнута 4 октября, отошел от Земли уже на 1500 километров, проникнув в космос еще глубже.

Дальнейшее увеличение скорости будет еще сильнее растягивать орбиту спутника, пока, наконец, обе половины эллипса не разомкнутся совсем и спутник не умчится по одной из этих разогнутых кривых прочь от Земли, превратившись в искусственную планету или метеор.

Это может произойти, когда последняя ступень ракеты разгонится до 11 с лишним километров в секунду — скорости, при которой земной предмет совсем освободится от пут земного тяготения. Именно с такой «скоростью освобождения», как ее называют, и стартовала с Земли ракета, направившаяся в сторону Луны и ставшая искусственным спутником Солнца.

Спутнику, как видим, чтобы действительно стать им, приходится очень точно выполнять все предписания человека и двигаться строго по рассчитанному пути. Сам тот факт, что запуск искусственных спутников успешно осуществлен, свидетельствует о высокой точности этих расчетов. Труднейшая научная и техническая задача запуска нового небесного тела блестяще решена советскими учеными, и все наши спутники вышли именно на те орбиты, форма и размеры которых были им заданы.

Однако выход спутника на орбиту вовсе не означает, что он будет все время двигаться, как привязанный, по одному и тому же маршруту. Его орбита не остается неизменной. На нее влияют две причины: сопротивление воздуха, даже очень сильно разреженного, и неровности поля тяготения Земли.

Встречный воздух играет роль своеобразного тормоза, уменьшая скорость движения спутника. Этот тормоз в разных точках орбиты действует с разной силой. Наибольшее сопротивление спутник испытывает, когда приближается к Земле. Погружаясь в более плотные слои, примыкающие к земной поверхности, он тратит больше усилий на их преодоление. И несмотря на то, что через менее плотные слои, дальше отстоящие от поверхности Земли, спутник потом летит как бы с выключенным тормозом, он уже не может подняться на высоту, которой достиг в этом же месте в предыдущий раз.

Ослабевшего в борьбе с сопротивлением воздуха, снизившегося, земное тяготение завернет его назад раньше, не дав дойти до «конца» орбиты. На следующем обороте спутник войдет в плотные слои воздуха еще ниже, и они еще сильнее затормозят его бег. Эллиптическая вначале, орбита его будет все больше укорачиваться и «толстеть», пока не превратится в круг.

Но и на этом ее превращения не кончаются. Она будет все ближе стягиваться к поверхности Земли, а время каждого оборота — соответственно уменьшаться.

На громадных высотах, где начинает свое движение искусственный спутник, атмосфера сильно разрежена, и торможение будет вначале едва заметным. Но попав в более плотные слои воздуха, спутник столкнется с большим количеством молекул воздуха, а трение о них будет столь сильным, что он раскалится и в конце концов сгорит. Сгорит, подобно метеорам, которые, влетев с большой скоростью в атмосферу Земли, вспыхивают ярким, быстро гаснущим угольком.

Не будь этого досадного торможения, спутник, раз заброшенный, летал бы вечно, подобно тому как вечно движение планет в безвоздушном пространстве.

Может возникнуть вопрос: почему же, представляя во всех подробностях эти превращения, ученые не учли их в своих расчетах орбиты спутника? Пусть это был бы уже не стойкий эллипс, а меняющая свои очертания кривая, но все «выкрутасы» ее следовало бы вычислить заранее.

Этого нельзя было сделать по той причине, что сама плотность атмосферы на тех высотах, где движется спутник, пока еще не вполне известна ученым. Ведь до сих пор о свойствах воздушного покрывала Земли мы могли судить лишь по косвенным признакам: сполохам северного сияния, раскидывающего свои причудливые занавесы где-то на самом «краю» воздушного океана, да следам от сгорающих там случайных гостей из вселенной — метеоритов.

И не мудрено, что эти сведения были во многом приблизительны. Попробуйте представить себя обитателем морского дна, который пытается судить о жизни на его поверхности, наблюдая за ней сквозь тысячекилометровую водную толщу. А ведь мы находимся тоже на самом дне воздушного океана.

Еще совсем недавно земная атмосфера там, на границе с мировым пространством, считалась не очень уж густой и довольно сильно нагретой. А первый лот, проникший в воздушные глубины, принес сведения совсем иного рода. Воздушный океан в местах промеров оказался более холодным и плотнее, чем предполагали раньше.

И все же это были опять-таки очень неточные сведения. Как не могут несколько измерений морских глубин рассказать о строении всего океана, так и разрозненные ионосферные исследования мало говорили ученым о свойствах атмосферной толщи в целом.

Вот почему, разрабатывая научную программу для первых искусственных спутников, ученые прежде всего заставили их измерять плотность окружающего воздуха.

Это, между прочим, помогает более точно рассчитывать орбиты новых спутников.

Плотность воздуха на больших высотах в миллиарды раз меньше, чем у поверхности Земли. Здесь воздух так разрежен, что молекулы его можно было бы буквально пересчитывать по пальцам. Но это-то и создает новые трудности. Для измерения плотности верхних слоев атмосферы пришлось применить специальные «ловушки» молекул. Один из таких своеобразных приборов был установлен на третьем нашем спутнике.

Как только спутник вышел на орбиту, специальный механизм разбил покрышку, и ловушка наполнилась молекулами воздуха. Здесь, сталкиваясь с электронами, стекающими с раскаленного вольфрамового волоска, они превращались в положительные ионы, которые прочно «прилипали» к счетной сетке. Пересчитав их, спутник радировал на Землю.

Осенью 1958 года на состоявшейся в Москве Всемирной ассамблее Специального комитета Международного геофизического года советские ученые сообщили о первых результатах этих интереснейших наблюдений. Оказалось, что в каждом кубическом метре на высоте свыше 200 километров молекул воздуха насчитывается примерно одна десятимиллионная доля грамма — в 10 миллиардов раз меньше, чем у поверхности Земли.

Выяснилось также, что атмосфера Земли простирается гораздо выше, чем это предполагалось. В самой же низкой точке орбиты третьего советского спутника воздух тормозил его, как показали наблюдения, с силой около 4 граммов.

Теперь, когда спутник сам сообщает о плотности высоких слоев воздуха, влияние атмосферы на его орбиту может быть учтено с большой точностью. А все другие отклонения орбиты будут зависеть только от неровностей земного поля тяжести — тех же самых неровностей, которые возмущают, искажают путь естественной Луны.

Вы уже, наверное, обратили внимание, что все неправильности поля тяготения Земли, влияющие на движение спутника, все эти сгустки силовых линий и разреженные места вызваны исключительно формой нашей планеты, ее внутренним строением.

В истинной орбите искусственного спутника, как и в движении естественной Луны, все эти неправильности отразятся, словно в зеркале. Только орбита искусственного спутника — гораздо более близкое «зеркало» и потому более точное. Те же самые причины, которые едва заметно изменяют долготу и широту Луны, то есть делают ровный эллипс ее орбиты слегка извилистым, вызывают гораздо более сильные изменения в движении искусственного спутника. Именно по этим изменениям его орбиты и определяют форму Земли.

Каковы же они?

Орбита спутника представляла бы собой правильный, постепенно приближающийся к кругу эллипс, если бы Земля была совершенно круглой, как ровный металлический шар. И если бы вдобавок слагающие ее породы имели всюду одинаковую плотность. Спутник тогда двигался бы все время в одной плоскости, как по обручу, внутри которого вращалась бы наша планета. Это значит, что в конце каждого оборота он возвращался бы в ту же самую точку орбиты, из которой начал свое движение. Оба конца кривой, по которой он движется, должны были соединиться, и эллипс замкнулся бы. Но в действительности этого не происходит.

Из-за сплюснутости Земли, из-за лишнего утолщения, опоясывающего Землю, плоскость орбиты спутника будет поворачиваться, описывая конус, подобный тому, который обходит ось обычного волчка. «Обруч», таким образом, сам движется в пространстве. В результате этого, обойдя вокруг Земли, спутник не попадает в точку начала своего движения. Кривая его пути останется незамкнутой, и каждый следующий виток не будет совпадать с предыдущим — эллипс превратится в спираль.

Подсчитано, что за каждый оборот всех трех советских спутников вокруг Земли плоскости их орбит поворачивались примерно на четверть градуса. (Вращается плоскость орбиты в ту или иную сторону в зависимости от того, в каком направлении был запущен спутник.)

Быстрота этого смещения зависит от того, насколько сильно наклонена орбита спутника к земному экватору. А у них этот наклон был один и тот же — 65°30′. Через три месяца, когда орбита опишет полный конус, она должна вернуться в то положение, какое занимала в самый первый момент, и витки новой спирали невидимой паутиной снова станут оплетать земной шар.

Кроме этого, сплюснутый земной шар немного сплющивает и орбиту спутника, сжимая ее с севера на юг: витки спирали будут все меньше и меньше походить на эллипс.

И, наконец, спираль, которую спутник вычерчивает в небе Земли, будет изобиловать небольшими зигзагами — следами тех бугров и впадин поля тяжести, над которыми пролетает спутник и которые так трудно исследовать непосредственно с земной поверхности.

Итак, непослушная спираль, подвластная лишь «капризам» земного тяготения, опояшет Землю совсем не так, как это должен был сделать ровный неподвижный обруч идеальной орбиты. Предусмотреть все ее изменения и рассчитать, где и насколько действительный путь спутника будет отходить от заданного маршрута, можно лишь в том случае, если бы было подробно изучено земное поле тяжести.

Пожалуй, только геодезистов не огорчила неточность предсказания истинного пути спутника. Ведь именно теперь, наблюдая за его движением по этой неизвестной в деталях орбите, они получили возможность определить точную форму нашей планеты не с самой Земли, а из космоса.

Самое же интересное, что для этого геодезистам не потребовались никакие специальные приборы, как, например, исследователям верхней атмосферы, если не считать, конечно, светосильных фотокамер и очень точной службы времени для наблюдения за самим спутником. Даже обычный «земной» гравиметр или маятник не стали они устанавливать на искусственном спутнике.

Измерительным прибором служит он сам — послушный небесный землемер, движущийся в космосе. Как и в случае с естественной Луной, чтобы определить с его помощью форму Земли, необходимо лишь знать его координаты.

Отсюда, с плоской крыши обсерватории, поднявшейся над городом, ночное московское небо кажется необычным: глубокое, все утыканное светлячками звезд, совсем не городское — просвеченное насквозь яркими огнями улиц и домов, каким мы привыкли его видеть там, внизу. Может быть, так кажется оттого, что вся площадка погружена в темноту.

Сигнал «погасить огонь» означает, что ждать осталось совсем недолго.

Наклонились к приборам наблюдатели, напряженно всматривается каждый в «свой» участок неба, заранее поделенного ими для большей гарантии того, что крохотная звездочка, которую они стерегут, будет обязательно «поймана» в окуляр хотя бы одного из приборов.

Все отлажено и подготовлено заблаговременно. Патруль, стерегущий появление спутника, готов к наблюдениям.

Такие предосторожности приняты не зря. Спутник — очень необычное небесное тело даже для астрономов, привыкших ко всякого рода «хвостатым», «блуждающим», «падающим» и другим необыкновенным звездам. Обычные звезды кажутся нам неподвижными, накрепко прикрепленными к небосводу. Спутник же — стремительно мчащаяся «звезда».

Всего за каких-нибудь полтора часа или чуть больше облетает новая звезда громадный земной шар. Неудивительно, что, мелькнув перед окуляром наблюдателя, она мгновенно исчезает из его поля зрения. Опоздал, пропустил это мгновение — и пиши пропало: координаты спутника останутся неизмеренными, и правильная орбита не будет определена. Вот почему на каждой такой станции спутник сторожат сразу несколько наблюдателей.

Они выставили для его перехвата настоящий «барьер» из оптических трубок, пересекающий траекторию полета сплошным заслоном. Все приборы располагаются рядом так, чтобы в каждый был виден не только «свой» участок неба, но и половина соседнего. А в следующем — та же половина и новый кусок, который также вторично перекрыт следующим прибором.

Это необходимо потому, что место появления спутника известно приблизительно. Ведь в телеграмме, пришедшей из вычислительного центра накануне, указана примерная траектория его полета.

Но почему в такие маленькие, какие-то «детские» телескопы наблюдают за полетом искусственного спутника? Ведь, казалось бы, чем слабее звезда, тем мощнее должен быть увеличивающий ее телескоп. И действительно, по соседству задрал в небо свой исполинский хобот телескоп-гигант, в который наблюдают звезды такой же яркости, каким мы видим с Земли спутника.

Простая трубка на вилке-подставке, похожая на обычную подзорную трубу, кажется такой примитивной в соседстве с этим современным механизмом, который сам поворачивается вслед за медленно вращающимся небесным сводом.

В чем же дело?

Оказывается, крошку-спутника не только нет необходимости сильно увеличивать, но, наоборот, это могло бы принести прямой вред наблюдениям. В сильный телескоп виден меньший кусок неба. На этом крохотном клочке спутник промелькнет еще стремительнее, и момент пролета уловить будет очень трудно. Поэтому для наблюдения за спутником пришлось применить широкоугольные телескопы, в которые видна большая площадь неба. Ведь задача таких наблюдений вовсе не увеличить маленькую луну, а определить ее путь среди других звезд.

Такие телескопы «АТ-1», или астрономические трубки, как их назвали, были специально сконструированы и построены советскими приборостроителями. Вместе с ними сотрудники каждой станции наблюдения за искусственным спутником получили целый набор, казалось бы, не имеющих никакого отношения к астрономическим исследованиям предметов: телеграфный ключ, звуковой генератор, радиоприемник, магнитофон.

«Поймать» спутник, обнаружить его среди звезд — это только полдела. Не менее важно определить, в какой момент он окажется среди тех или иных звезд. Чтобы засечь время его пролета над станцией наблюдения, и необходимы все эти приспособления.

…Глаза освоились с темнотой, подробно запечатлелся в памяти каждого наблюдателя рисунок куска неба с неподвижно застывшими там и тут звездами-светляками, видимого в окуляр его трубки. Томительно тянется время, которое внизу, в аппаратной, старательной морзянкой пересчитывает радиоприемник. Точка, точка, точка… тире также старательно записывает секунды и минуты магнитофон. И вдруг…

— Внимание! — раздается новая команда.

В окуляре крайнего наблюдателя появилась стремительно движущаяся звезда. Увидев ее, он нажимает на ручку телеграфного ключа. Басовито взревел в аппаратной зуммер. Среди строгих методичных телеграфных сигналов на ленте магнитофона появляется посторонняя звуковая зарубка.

А движущаяся звездочка, то ярко вспыхивающая, то почти исчезающая, показалась и в трубке второго наблюдателя. Раз! Еще одна засечка прервала мерный ритм записанного на магнитной ленте времени.

Один за другим нажимают наблюдатели на телеграфные ключи, и все новые и новые отметки появляются на ленте магнитофона, расчерченной по секундам. Теперь момент появления спутника на каждом новом участке неба точно известен. Стоит только включить магнитофон и расшифровать его записи.

Наблюдатели спешат к картам звездного неба. И спутник, пойманный в крестообразную паутину, которой расчерчен окуляр трубки, перекочевывает на карту. Теперь по следу, оставленному им на ленте магнитофона и на звездной карте, можно точно определить его координаты в тот момент времени, когда он находился в данном месте неба.

Станций наблюдения, подобных той, на которой мы только что побывали, на территории нашей страны организовано семьдесят.

Но глаз человека — не самый совершенный прибор. Вот почему навстречу спутнику часто высылают другой патруль — наблюдателя, вооруженного специальной камерой с большим полем зрения.

При фотографировании на пленке получается не неподвижная звездочка, а сплошная светлая линия, состоящая как бы из бесчисленных спутников, уложенных друг за другом. Как же найти один-единственный спутник в этом бесконечном ряду спутников-соседей?

Делается это очень просто. В определенное время нажимают кнопку, закрывающую затвор, и фотообъектив на мгновение «слепнет». Светлый след прервался. В месте разрыва как раз и находился во время нажатия кнопки спутник.

Нередко при наблюдении искусственной луны применяют прибор, специально приспособленный для съемки быстродвижущихся небесных тел: например, метеоров. Он так и называется: «метеорный патруль».

Этот прибор представляет собой как бы «гибрид» трех разных инструментов: фотоаппарата, киноустановки и теодолита. С помощью такого кинофототеодолита автоматически получают изображение спутника на пленке, отметку времени, когда это произошло, узнают высоту, на которой он летел, и скорость движения.

Иногда же спутник фотографируют и с помощью «усилителя яркости», как называют электронно-оптический преобразователь. Он позволяет получать изображения совсем слабых или даже вовсе невидимых звезд, излучающих лишь инфракрасный свет. Этот слабый или невидимый свет преобразуется прибором в потоки электронов. Попадая на специальный экран, они заставляют светиться покрывающий его люминесцентный слой. Поток электронов опять превратился в свет, но только гораздо более сильный, чем тот, который его вызвал.

А если это был инфракрасный луч, то, став на время потоком электронов, он превращается затем — в видимый свет.

На X Международном астрономическом съезде, о котором мы уже несколько раз упоминали выше, сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга П. В. Щеглов сообщил, что электронно-оптический преобразователь был использован работниками этого института для наблюдений за вторым и третьим советскими искусственными спутниками, и продемонстрировал фотографии, полученные с его помощью.

В самом том факте, что простой металлический шар, не «заправленный» никаким источником света, выйдя на орбиту, вдруг превратился в яркую звезду, заключается еще одно удивительное превращение «камня», ставшего небесным телом. Если бы не его блеск, как увидели бы мы темную «пылинку», мчащуюся вокруг Земли?

Это превращение обошлось без посредства человека. Готовя нового небесного жителя к старту, на заводе разве что отполировали его бока, чтобы они лучше отражали солнечные лучи, благодаря чему темный «камень» и становится сияющей звездочкой.

А вот одно свойство небесного тела пришлось «сконструировать» еще на Земле. Оборудовав спутник передатчиком, ученые заставили его переговариваться с Землей. Теперь о его появлении можно узнавать, не видя сам спутник. Достаточно лишь улавливать излучаемые им радиоволны, подобно тому как слушают радиошумы, которые доносятся до нас от соседей по вселенной. И это позволило не упускать спутник из виду, даже когда он скрыт от наблюдателя пеленой облаков.

На оптической станции, увидев на своем участке неба спутник, наблюдатель специальным сигналом делал отметку на ленте магнитофона, простроченной секундами и минутами. А на этот раз такой сигнал как бы подает сам спутник, подлетая к наблюдателю.

Вместо того чтобы смотреть на него, наблюдатель в этом случае слушает его голос. В момент, когда спутник находится над наблюдателем, или, вернее, слушателем, его сигнал окажется самым громким, и на ленте магнитофона, расчерченной по секундам, появится та самая звуковая зарубка, которая помогает определять координаты спутника.

Слушают спутник обычно с помощью радиоприемника. А присутствовавший на X Международном съезде астрономов английский ученый А. Ловелл сообщил, что у него на родине для этой цели применили также крупнейший в мире параболический радиотелескоп, установленный на обсерватории Джодрел-Банк близ Манчестера.

Производя такие наблюдения, ученые замеряют не только громкость радиосигналов спутника, но и изменения частоты их, вызванные движением. Об этом подробно рассказал на том же астрономическом съезде советский академик В. А. Котельников.

Для этого используется так называемый эффект Доплера. При приближении любого радиопередатчика, установленного на движущемся предмете, к пункту, где принимают его радиосигналы, частота этих сигналов повышается. А когда радиопередатчик начинает удаляться от приемника — понижается. Для мчащегося с громадной скоростью спутника этот эффект оказался довольно значительным. С помощью эффекта Доплера координаты спутника и расстояние до него были определены с большой точностью.

Когда же замолкает радиопередатчик спутника, исчерпав весь запас энергии, на поиски искусственной луны отправляется радиолуч и безошибочно нащупывает его с Земли в темной глубине межпланетного пространства.

Лунный патруль работает четко.

По этому ставшему уже привычным адресу ежедневно приходят тысячи одинаковых писем. Радиолюбители и астрономы, сотрудники обсерваторий и наблюдательных станций — все, кому довелось «поймать» спутник в свои приборы, спешат сообщить об этом в вычислительный центр.

Мы оставили сотрудников оптической станции, когда они отметили положение спутника на звездной карте и момент пролета звуковой зарубкой на ленте магнитофона. Точно так же переносят на звездную карту найденное положение спутника с фотопленки. Теперь предстоит найти его координаты.

Положение любого пункта на Земле определяется, как известно, по его расстоянию от экватора, то есть широтой, и от нулевого меридиана — долготой. Такой же «экватор» и «нулевой меридиан» есть и на небесной сфере, мысленно разделенной астрономами на небесные «параллели» и «меридианы».

«Широта» звезды (расстояние до нее от небесного экватора) называется ее склонением. А расстояние от начального круга склонения, заменяющего на небесном своде нулевой меридиан, — «долгота» звезды. Она называется прямым восхождением. Это и есть координаты, определяющие положение на небесном своде любой звезды или планеты.

Их находят по звездной карте, расчерченной, подобно географической, своей градусной сеткой — небесными меридианами и параллелями. Измеряя, сколько «параллелей» и «меридианов» отделяют спутник от небесного экватора и небесного меридиана, и узнают его координаты на небесном своде в тот или иной момент времени. Вот теперь наблюдение закончено полностью — и в вычислительный центр летит телеграмма: «На 20 ноября координаты искусственного спутника в 19 часов 34 минуты по московскому времени были…»

Здесь по ним предстоит вычислить его орбиту.

Задача, казалось бы, несложная. Путь искусственного спутника, как и любого другого небесного тела, определяется законами Кеплера, с которыми каждый из нас знаком еще со школьных лет. Значит, надо взять соответствующие формулы, вытекающие из этих законов, подставить в них найденные из наблюдений недостающие величины, определяющие положение спутника в разное время, — и орбита готова.

Но вот тут-то и начинаются главные трудности. Примерную орбиту спутника можно вычислить даже на арифмометре — всего по нескольким наблюдениям. А вот чтобы определить орбиту спутника с такой степенью точности, как это необходимо хотя бы геодезистам, надо произвести огромное количество вычислений. Если их поручить одному человеку или даже целой группе ученых — это заняло бы, пожалуй, не день и не два, а, может быть, несколько месяцев или даже лет.

Получалась невероятная вещь. Человек сумел проникнуть в тайну движения небесных тел, записать законы, которым подчиняются космические путешественники, языком математики. А когда осталось самое простое — пересчитать цифры, казалось бы, сделался беспомощным.

Сотни, тысячи вычислений астрономы должны были раньше производить «вручную». Они делили и умножали многозначные числа, извлекали корни, интегрировали, решали дифференциальные уравнения, и казалось невозможным, чтобы всю эту сложную премудрость могла постигнуть пусть даже самая «умная» машина.

И многочисленные расчеты так и остались бы, вероятно, большим препятствием при определении орбиты спутника и вообще геодезических вычислений, если бы их не поручили электронно-счетным машинам, считающим в 100–150 тысяч раз быстрее самого способного вычислителя.

Академик А. В. Топчиев, говоря о современных электронно-счетных машинах, привел как-то такой интересный пример. Для обработки астрономо-геодезических измерений приходится производить до 250 миллионов арифметических операций. Большой электронно-счетной машине Академии наук на это требуется всего 20 часов, а одному человеку пришлось бы трудиться над этой же задачей… целых 200 лет.

…И вот она перед нами — машина с «высшим математическим образованием», как шутливо говорят про нее ее создатели: быстродействующая электронно-счетная машина, на которой был произведен первоначальный расчет орбит советских искусственных спутников и которая по результатам наблюдений за их движением вычисляет «новую» орбиту рукотворных небесных тел, позволяя с большой точностью предсказывать их будущий маршрут.

Она занимает целый зал, эта удивительная машина, считающая с непостижимой быстротой — 7–8 тысяч вычислений в секунду. Оператор — единственный человек, кроме дежурного у пульта управления, который помогает машине считать. Он переводит задание на язык машины. Обычные цифры, напечатанные черными значками на белой бумаге, превращаются в комбинации аккуратных отверстий. Это своего рода перевод с языка зрячих на язык слепых.

Но почему именно такой язык выбрали для столь совершенной машины? Оказывается, она действительно пока еще слепа и не может читать обычный черно-белый текст. Зато вот этот, состоящий из осязаемых условных значков, она читает легко, «ощупывая» лучом света ленту, на которой он написан.

Получив необходимые цифры, машина «извлекает» из своей магнитной «памяти» соответствующие формулы, заблаговременно «вложенные» туда человеком, и принимается считать.

Найдя в сплошной непрозрачной ленте отверстия, которыми записаны нужные для счета цифры, луч света проскальзывает сквозь них и попадает на металлическую пластинку. Там, где упал световой луч, рождается крохотный родничок электротока. Усиленный в несколько раз поток электронов, выбитых лучом света из металлической толщи, влетает в электронную лампу.

Одна за другой вспыхивают «искорки» электрического тока в многочисленных электронных лампах, заполняющих почти всю внутренность машины. Мириады таких электрических «искорок» — это как бы рассыпавшиеся на крошечные составные части громоздкие цифры, подлежащие счету.

Счетные машины оказались хитрее даже самых умелых и ловких вычислителей. Они оперируют только с единицами и нулями, на которые в конечном счете можно разложить любое число.

Отказались они и от сложных математических действий. Обладая способностью почти мгновенно складывать сотни и тысячи самых различных цифр, электронные «математики» все расчеты свели к сложению. Им оказалось легче сложить число 358, скажем, с самим собой 358 раз, чем перемножать их друг на друга.

И вот уже со стороны, противоположной той, куда втягивалась испещренная «набором» отверстий лента, выползает другая лента, сплошь покрытая рядами обычных цифр.

Машина-математик не только молниеносно произвела за человека миллионы разнообразных вычислений, но и «перевела» результат своих расчетов, записанный невидимым электрическим пером, в обычные цифровые знаки. Обычные-то обычные, но что же обозначают все эти тройки, девятки, пятерки — отпечатанные на бумажной ленте?

Непосвященным они мало что скажут. А ученый, взяв в руки такую ленту, тотчас расшифрует ответ электронного «математика». «Здесь указаны все необходимые „приметы“ орбиты, — скажет он. — Длина ее большой полуоси, наклон к плоскости экватора, расстояние от земной поверхности наиболее близкого и самого дальнего ее „конца“, величина сплющенности, отличающая ее от правильного круга, и т. д.».

Это как бы название города, улицы, номера дома и квартиры — космический «адрес» спутника. По нему судят о том, в каком направлении и на каком расстоянии от Земли располагается орбита спутника и каков ее «характер», большая она или маленькая, «худая» или «толстая».

Как только найден точный адрес искусственной луны, из вычислительного центра на станции наблюдения за спутником летят ответные телеграммы: «В ближайшие сутки время пролета спутника над станцией — 19 часов 34 минуты, азимут и высота полета такие-то».

И наблюдатели, получив телеграмму, вновь готовят свои приборы и, склонившись над ними, ждут команды: «Внимание! Спутник!»

А геодезисты? Что делают они?

Новый маленький подвижной землемер оказался гораздо более удобным, чем старая Луна, упрямо и не спеша движущаяся по своему маршруту.

«Не спеша» — это, конечно, только так кажется геодезистам, которым не терпится обмерить Землю со всех сторон. Мы знаем, что Луна стремительно мчится по своей орбите, пробегая за секунду целый километр. И все-таки пока она обойдет вокруг Земли лишь один раз, проходит долгих 30 дней. А искусственный ее собрат только за сутки, пока настоящая Луна успеет передвинуться едва на величину своего диаметра, уже раз 15 облетит Землю.

Искусственный спутник намного меньше Луны. Поэтому он виден с Земли в виде светящейся точки, замерять положение которой гораздо легче, чем неровного диска Луны. Собственно, сам спутник мы не видим, и нам неважно поэтому, круглый он или вытянутый, выступают над его краем какие-то части или нет.

Было бы и смешно надеяться разглядеть с расстояния в тысячу, а то и больше километров предмет размером в несколько метров. Полуметровый шар первого спутника для невооруженного глаза исчез бы из виду, например, поднявшись над Землей всего на 2–3 километра.

А чтобы стать видимым хотя бы с самой ближайшей точки своей орбиты, с высоты 200–300 километров, он должен быть почти в 200 раз больше.

Мы видим только луч света, отраженный его поверхностью. Вот почему, как только спутник попадает в густую земную тень, он «исчезает». И также пропадает он на светлом фоне дневного неба. Недаром наблюдатели ловят его обычно ранним утром, перед рассветом, когда Солнце еще не поднялось над горизонтом, или вечером, в сумерках, пока он не оказался поглощенным тенью Земли.

Главное же достоинство нового землемера в том, что он движется гораздо ближе к нам, чем старая Луна, и потому оказывается гораздо послушнее земному притяжению. Из-за этой близости на нем практически не сказывается влияние соседей по вселенной, в том числе и его соперницы — Луны.

На Луну же, как известно, распространяется власть не только ее хозяйки — Земли, но и властелина всей нашей планетной семьи — Солнца. И если говорить точно, то не Луна вращается вокруг Земли, движущейся вокруг Солнца, а общий центр тяжести Земли и Луны, который находится в толще земной массы на расстоянии чуть больше полутора тысяч километров от ее поверхности, послушный нашему светилу, перемещается около него.

Вот почему с запуском искусственного спутника перед геодезией открываются исключительные возможности.

И все же может показаться странным, почему с неба мерить Землю оказывается гораздо удобнее, чем с нее самой. Но в стремлении использовать спутник для исследования самой нашей планеты нет ничего парадоксального. Представление о том, что раз прибор послан в космос, то он и будет доставлять сведения только о межпланетном пространстве, неверно.

Запуск искусственного спутника означает прежде всего, что человек впервые получил возможность взглянуть на свою планету как бы со стороны. А опыт показывает, что не раз он получал ценные сведения о ней, именно обращаясь к небу. Издавна для этой цели использовали все ту же Луну.

Еще в эпоху Аристотеля Луна служила как бы огромным космическим экраном, на который солнечными лучами проецировалась тень Земли. По этой тени судили о форме нашей планеты. Круглая форма земной тени, видимая на диске Луны при лунном затмении, считалась основным аргументом в пользу мнения о шарообразной Земле.

Необходимость прибегать к наблюдению лунных затмений для решения вопроса о фигуре Земли давно отошла в прошлое, но сами затмения Луны и в наши дни остаются важнейшим методом изучения природы нашей планеты.

Измеряя яркость лунного диска, проходящего через тень или полутень Земли, ученые получили возможность проследить, как преломляются земной атмосферой солнечные лучи, и на основании этого судить о ее структуре и составе. А изучая так называемый «пепельный свет» лунной поверхности — след световых лучей, отражаемых Землей в мировое пространство, узнают об интенсивности и свойствах этого излучения.

Сам вопрос происхождения Луны тесно связан с историей нашей собственной планеты. Ученые до сих пор не определили, в каких родственных отношениях находятся Земля и Луна. Является ли Луна детищем Земли, рожденным из ее недр, как утверждают некоторые старые космогонические гипотезы? Или она чужая планета, которую Земля, однажды встретив в космических просторах, увлекла за собой и сделала своей жизненной спутницей? Или же, наконец, Земля и Луна — просто планеты-сестры, слепленные из одного «теста», как предполагает космогоническая гипотеза О. Ю. Шмидта?

Это не праздные вопросы. От их решения зависит, какая из гипотез происхождения самой Земли окажется правильной.

Луну издавна употребляли и для более прозаических, совсем уж земных дел. Геологи, например, так и называют Луну своим «наглядным пособием». Не имея возможности взглянуть на свою планету со стороны, мы без этого небесного «наглядного пособия» многого в ее строении не могли бы объяснить и даже просто заметить. Благодаря же тому, что в геологическом облике Земли и Луны масса общего, ученые сделали множество открытий, касающихся земной коры, глядя в телескоп на Луну.

Заметив, что на Луне глубокие полосы разломов как бы собираются в один узел к кратеру Тихо Браге, геологи проследили направление трещин, тянущихся по земной поверхности, и поняли, что они тоже сходятся в двух центрах — Канаде и Сибири. Они увидели на Луне уменьшенное подобие того громадного рисунка, который на лике Земли начертила своей могучей рукой природа.

Какую только роль не приходилось играть Луне! Она была и «зеркалом» земного шара, и «фильтром» отражаемого нашей планетой света, и просто «стрелкой» громадных звездных часов, по которым астрономы Земли ведут счет земного времени. И столь же часто, пожалуй, обращались к Луне за помощью ученые, исследующие форму Земли.

Пока не были изобретены телеграф и радио, позволяющие передавать время на любое расстояние, долготы вершин геодезических треугольников и то определялись при посредстве Луны. И когда возникли затруднения с наземными исследованиями формы нашей планеты, геодезисты в первую очередь подумали именно о Луне.

Вспомним, с чем мы оставили исследователей фигуры Земли. Треугольники, позволяющие промерить расстояния между разными точками земной поверхности, расчертили лишь материки. Не все, конечно, и не сплошь, но суша все-таки промерена. А вот с морями и океанами хуже. Никак не уложишь на них треугольники.

Какие только проекты на этот счет не предлагались! Пытались даже перебросить треугольники через водные просторы с помощью самолетов, проложив геометрические линии по воздуху. Роль сигнальной вышки, на которой зажигают огонь, должны были играть осветительные ракеты, сбрасываемые самолетом в определенных точках. А наблюдатель с берега или с корабля должен был фотографировать их.

Попробовали — средств уходит много, а точность гораздо меньше необходимой.

Вот и остается измеренной по-прежнему лишь десятая часть всей планеты. Как тут не мечтать о сплошных градусных промерах?

И геодезисты обратились все к той же «палочке-выручалочке» — Луне. Теперь-то нам известно, что на этот раз она не оправдала возлагаемых на нее надежд и ее работу надлежит выполнять искусственной луне.

Итак, прежде всего, земные расстояния. Их должен измерить небесный землемер, облетая вокруг нашей планеты. Казалось бы, он должен обмерять Землю так, как летает, — по спирали. Но если прочесть в газетах очередное сообщение о примерном маршруте одного из трех первых советских спутников, то в воображении складывается фантастическая картина.

Вот спутник пролетел над Москвой в северо-восточном направлении. Через несколько минут оказался уже где-то над Арктикой. Спустя некоторое время его можно было наблюдать с Американского материка. А потом он вдруг «вернулся» и появился над Москвой совсем с другой стороны. Создается впечатление, что спутник летает то туда, то обратно, а вовсе не вращается вокруг Земли.

Почему это происходит?

Мы все время говорили только о движении самого спутника. Но пока он обходит свой очередной виток, Земля поворачивается вокруг оси, и каждый следующий виток орбиты спутника будет проходить над новым ее районом. Земля как бы подставляет последовательно один участок за другим этому космическому наблюдателю.

Вот он начал свой первый оборот под углом в 65° к экватору, с юго-запада на северо-восток пересекая территорию нашей страны. Поднялся до Полярного круга. Здесь его орбита закругляется и как бы начинает спускаться вдоль другого полушария.

Обходя это закругление, спутник движется уже не с юго-запада на северо-восток, а вдоль Полярного круга — с запада на восток. А затем «ныряет» вниз, переходя на вторую половину орбиты, идущей над Америкой. Здесь он движется уже с северо-запада на юго-восток. Соскользнув до Южного полярного круга, он вновь летит некоторое время над ним и затем снова начинает карабкаться вверх по орбите.

Но когда он подлетел опять к Советскому Союзу, тот вместе с повернувшейся Землей отодвинулся в сторону, и спутник «увидел», скажем, Францию.

А еще через несколько оборотов, поднимаясь вверх, спутник оказался уже не над Европой, а над Америкой. Подлетая к нашей стране, которая теперь находилась на «той стороне» Земли, он уже не поднимался, а спускался, двигаясь, как мы с удивлением обнаружили, в обратном направлении. На это ушло всего несколько оборотов. Вот почему мы утром увидели его летящим с юго-запада на северо-восток, а вечером — после промежутка, в который спутник летал где-то в стороне от нас и вообще не был виден, — как бы возвращающимся обратно.

Если сложить оба эти движения — спутников вокруг Земли, а Земли вокруг оси — и нанести на земную поверхность, то она окажется расчерченной причудливыми кривыми. Проекция «следа» искусственного спутника — нечто вроде синусоиды, бесконечно вьющейся по материкам и через океаны, но не поднимающейся выше полярных кругов. Она напоминает гигантский пояс-пружину, перетянувший Землю. Так, по зигзагам осматривает нашу планету ее космический спутник, и такие же зигзаги его пути видим мы с Земли.

За каждый оборот первого спутника Земля поворачивалась на 24°, подставляя ему для обозрения новый район, находящийся от первого за 2500 километров, если считать по экватору. В первую же неделю он 105 раз обежал Землю, и «след» его прочертил земную поверхность частыми зигзагами. А за месяц, пока неторопливая Луна сделает всего один обход, искусственный спутник сотни раз обежит Землю и увидит в сотни раз больше.

Остается еще добавить, что он «видит» вовсе не ту только узкую полоску, какой мы изобразили его след, а широкую полосу земной поверхности — в несколько тысяч километров в поперечнике. Поэтому пробелы на нашем воображаемом чертеже между синусоидами — это в действительности вовсе не пробелы, а тоже внимательно изученная территория.

Таким образом, уже первые советские спутники охватили своими наблюдениями значительную часть планеты. Но в наших возможностях сделать больше. Помните, как мучались ученые, когда лунный мост вытягивался совсем не там, где им было нужно, и они не могли передвинуть его? В том и преимущество искусственных спутников, что мы можем заставить их двигаться, как хотим и куда хотим.

Ученые наклонили орбиту первых трех на 65° и забросили их в ту же сторону, в которую вращается наша Земля. Но никто не помешает со временем забросить спутник в обратном направлении, как бы крест-накрест к первым и не под углом к экватору, а, скажем, перпендикулярно к нему. Тогда его «след» будет поворачивать не у Полярного круга, а пройдет через полюсы и охватит всю Землю.

Именно поэтому спутники могут обмерить земной шар буквально вдоль и поперек. Как и в случае с обычной Луной, для этого надо лишь знать скорость их движения и время, за которое они пробежали измеряемое расстояние.

Заставить спутник измерять расстояния на Земле — это значит не тянуть в небо измерительные вышки, не повторять бесконечное количество раз промеры, не склеивать затем из сотен отдельных кусков километры расстояний. Все необходимое сделает за геодезистов послушный летающий труженик. Он же и проверит, правильно ли были проложены сети треугольников на уже промеренной поколениями людей территории.

А определяя координаты спутника и расстояние от него до земной поверхности, то есть его положение относительно центра Земли, и сравнивая эти величины с вычисленными для Земли-эллипсоида, мы получаем возможность узнать геодезические координаты разных точек земной поверхности — заманчивая задача, которую оказалось так трудно решить с помощью «зазубренной» и медлительной Луны.

Астрономы не могли определить ее координаты вернее, чем до 0,2–0,1 доли секунды. Положение же спутника находится гораздо точнее. Поэтому с его помощью будет построена, наконец, мировая геодезическая сеть — паутина из треугольников, все стороны которых и адреса вершин измерены из космоса. Эта сетка свяжет в единое целое измерения на материках и впервые произведенные линейные промеры на океанах. А по ней геодезисты вычислят более точные размеры земного эллипсоида.

Но это, как мы знаем, только первая часть задачи. Затем необходимо узнать величину силы тяжести в разных местах земной поверхности. А для этого, мы помним, необходимо не мерить, а взвешивать. Может ли спутник взвешивать Землю? Оказывается, этот универсальный космический работник способен справиться и с такой задачей.

В обычном гравиметре вес определенного грузика оказывается различным в зависимости от того, в каком месте земного шара произведено взвешивание. Нечто подобное происходит и с нашим спутником, когда он пролетает над разными по плотности участками земной коры или над вдавленными полюсами и выпуклым экватором.

Плотный горный массив притянет его сильнее, чем менее плотная вода океана. Над ним спутник станет чуточку «тяжелее» и потому помчится быстрее, а над океаном опять «полегчает» и будет двигаться чуть медленнее.

Любое изменение скорости, как мы видели на примере движения естественной Луны, тотчас сказывается на орбите. Подобно гирьке, тем сильнее растягивающей привязанную к ней резинку, чем быстрее ее вращают, спутник, увеличив скорость, отодвинется чуточку дальше от Земли, а вновь замедлив затем бег, вернется назад. И в ровной орбите появится небольшой изгиб.

Об изменении веса грузика гравиметра геодезисты узнают по отклонениям стрелки, движущейся на измерительной шкале, а о том, гребень волны тяжести или соответствующая впадина находится в том месте, над которым спутник пролетает, — по местным «возмущениям» его орбиты.

А насколько Земля сплющена, можно судить — теперь мы знаем — по вращению плоскости орбиты спутника и степени ее сжатия. Из-за движения самой орбиты в поле тяготения сплюснутой Земли каждый следующий виток синусоиды, который вычерчивает над земной поверхностью третий советский спутник, например, проходит на экваторе не через 2500 километров от предыдущего, а, как показали наблюдения, еще километров на 25 восточнее.

На основании наблюдений за искусственными спутниками советские исследователи уже уточнили величину сжатия Земли. Такой же подсчет произвели и ученые Чехословацкой Академии наук. Об этом сообщил на ассамблее Специального комитета Международного геофизического года действительный член Чехословацкой Академии наук Иозеф Новак.

А недавно аналогичное сообщение сделали и американские геодезисты. Картографическая служба армии США и Смитсонианская астрофизическая обсерватория также вычислили сжатие Земли на основании наблюдений за советскими спутниками. И вынуждены были признать, что эта цифра очень точно совпадает с той, которую в свое время определил известный наш ученый Ф. Н. Красовский. Тогда американские ученые не согласились с выводами советских геодезистов и продолжали пользоваться эллипсоидом Хейфорда. Лишь советские спутники смогли их убедить, что международный эллипсоид был действительно вычислен неточно.

Но вернемся к нашему небесному землемеру.

Изучая изменения орбиты спутника в течение многих недель и месяцев, геодезисты получают возможность как бы прощупать поле тяготения Земли — определить все его «сгустки» и «пробелы», а значит, составить подробное представление о форме нашей планеты, породившей их.

При этом любопытно, что если отбросить сопротивление атмосферы, то сам вес спутника на характер его орбиты никакого влияния не оказывает.

Конечно, далеко не все равно, забросить на высоту тысячи километров, скажем, контейнер в 60 килограммов, каким был первый советский спутник, или в полторы тонны, как третий. Но это, так сказать, трудности доставки, и зависят они от мощности ракеты, поднимающей спутник на орбиту.

Но когда искусственный спутник уже доставлен на орбиту и начал самостоятельно двигаться, его движение будет зависеть теперь только от скорости, которую он получил при рождении, от ее направления и от высоты над земной поверхностью той точки, откуда он начал свое путешествие.

И тяжелый и легкий спутники, получившие одинаковый «заряд» скорости в одном и том же направлении и на одном уровне над Землей, будут двигаться по одинаковым орбитам, одинаково изменяющимся под действием неравномерного поля тяготения Земли. (Это характерно, разумеется, для всех спутников, которые несравнимо меньше нашей планеты.)

Объясняется это опять-таки тем, что движение спутника происходит не благодаря какому-либо двигателю, а совершенно особым «неземным» образом — под действием силы тяжести. А ее влияние хотя и увеличивается в 10 раз на вдесятеро более тяжелый спутник, но ей и двигать такой спутник в 10 раз труднее, чем легкий. В результате же получается, что оба они будут двигаться одинаково.

Конечно, мы рассматриваем здесь спутники только с точки зрения их движения. Но они не просто двигаются, а выполняют множество важных и незаменимых исследований. И здесь их размеры играют большую роль. Каждый новый советский спутник намного крупнее предыдущего и несет гораздо больше ценных уникальных приборов. Кроме того, чем крупнее спутник, тем легче и удобнее его наблюдать, так как он отражает больше солнечных лучей. Значит, и как небесный землемер крупный спутник лучше.

Но мы рассказали еще не о всех удивительных «способностях» космического землемера. Спутник окажет геодезистам и еще одну услугу: он «измерит» земные глубины, поможет узнать строение недр Земли.

На первый взгляд это кажется совершенно уж невозможным: каким образом спутник, находящийся вне Земли, может, не заглядывая в ее недра, рассказать о том, что творится внутри нашей планеты? Но ведь, прощупывая бугры и впадины поля тяжести, спутник тем самым устанавливает и их причину.

Зигзаги в его орбите появляются в зависимости от того, почувствовал ли он, что под ним находятся плотные гранитные скалы или «мягкая» песчаная отмель, тяжелый «ком» железной руды или легкий известняк. А зная, насколько тверда наша планета и какова ее плотность в разных местах, мы сможем подойти к изучению формы Земли и с другой стороны.

Чтобы лучше понять, как это можно сделать, отправимся снова на X Международный астрономический съезд, на заседание комиссии, где разбираются законы движения полюсов по поверхности Земли, те самые, которые однажды уже помогли геодезистам уточнить форму Земли, показав, что она не правильный, а трехосный эллипсоид. Только на этот раз речь идет не о том, какой вид имеет путь полюса, а о том, сколько времени уходит у полюса на каждый оборот.

На чертеже, висящем в аудитории, где заседает эта комиссия, — знакомый нам «завиток» — след, который полюс оставляет на земной поверхности. Его внимательно разглядывают участники заседания. Они словно стараются увидеть в этих небрежных штрихах картину строения земных недр, так ярко нарисованную докладчиком.

За кафедрой — советский астроном, приехавший на съезд из Полтавы, Е. П. Федоров. Сообщение, которое он только что сделал, вызвало у собравшихся живейший интерес. Но больше всего оно взволновало и обрадовало, пожалуй, англичанина Г. Джефриса, который считал когда-то вес дождевых капель и снежинок, выпадающих на всем земном шаре, и стремился доказать, что именно они заставляют полюс дополнительно покачиваться во время пути, делать лишние зигзаги.

Подумать только, как близки оказались теперь их выводы: то, к чему этот советский астроном пришел, изучив огромное количество произведенных по всей Земле наблюдений за движением полюса, он, Джефрис, получил, строя теоретические модели Земли.

«Движение полюсов, строение земных недр, спутник и съезд астрономов — а при чем же здесь определение формы Земли?» — подумает иной читатель. Но дело в том, что все эти, казалось бы, такие разные проблемы самым причудливым образом переплетаются в современной геофизике — еще одной науке, которая участвует в изучении земной фигуры.

Вопрос о том, какую форму имеет Земля, уже в эпоху установления закона всемирного тяготения приобрел геофизический характер. Ньютон считал, что Земля в ту пору, когда складывалась ее фигура, была жидкой, расплавленной. Исходя из этого, он строил свои выводы о ее сжатии. По его подсчетам, оно вышло равным ¹/₂₃₀. В действительности, как известно, оно оказалось несколько меньше. Почему так получилось?

Ньютон высчитывал сжатие для жидкой однородной Земли. А один из его противников в споре — Христиан Гюйгенс пришел совсем к иным выводам. По его мнению, частицы твердой Земли, какой она была в его представлении, будут притягиваться не друг к другу, как считал Ньютон, а каждая из них — к центру Земли. Сжатие для такой Земли, у которой вся масса как бы сосредоточивалась в центре, оказалось равным ¹/₅₇₆.

Но вот удивительно. Действительное сжатие Земли отличалось от того, которое вычислил Ньютон для жидкой однородной планеты, всего на треть. Получалось, что наша Земля все-таки близка по свойствам к однородному жидкому телу. Конечно, не такому, как ньютоновская, всюду одинаковая по плотности Земля, масса которой распределена равномерно по всей ее толще. Но все-таки она очень напоминала жидкий шар.

Вот почему, вернувшись из знаменитой экспедиции в Лапландию и вычислив на основе произведенных на экваторе градусных измерений действительное сжатие Земли, французский академик Клеро заявил, что Ньютон в общем был не очень далек от истины, когда говорил, что Земля жидкая.

Она только не вполне однородна. По мнению Клеро, слои Земли, более близкие к центру, по-видимому, плотнее верхних. Из-за этого частички Земли будут притягивать друг друга несколько иначе, чем получалось у Ньютона, и, значит, иным будет ее сжатие.

Выходило, что форма Земли зависит не только от развивающейся при ее вращении центробежной силы, которая стремилась ее сплющить, но и от ее внутреннего строения. У действительной Земли в центре расположены более плотные массы, и потому центробежная сила сжала ее меньше. А если бы вся масса была сосредоточена в центре Земли, наша планета сплющилась бы еще меньше. «Выходит, если знать скорость вращения Земли и распределение плотности внутри нее, можно определить ее фигуру», — решил Клеро. Таким образом, проблема формы Земли была сведена к нахождению формы, которую может принимать вращающаяся жидкая масса определенной плотности.

Изучая движение частиц такой жидкости, Клеро пришел к выводу, что их можно рассматривать как бы находящимися в равновесии под действием двух противоположных сил — тяжести и центробежной. Это очень облегчало задачу. Вместо того чтобы определять форму, какую принимает при вращении жидкая масса, достаточно было найти условия, при которых частицы ее будут находиться в равновесии.

Клеро нашел условия такого равновесия и выразил зависимость между формой Земли, скоростью ее вращения и строением недр математической формулой. Это было двести с лишним лет назад.

Математическое решение нашли, но тогда не была известна даже примерная средняя плотность всей Земли, не говоря уже о подробном распределении различных масс внутри нее. Не было тогда и самой науки, занимающейся теперь исследованием физических свойств нашей планеты.

Первые же шаги геофизики убедили, что Земля — твердое тело и, стало быть, не может вращаться, как жидкость. Это мнение, возможно, считалось бы справедливым и в наши дни, если бы не неугомонный путешественник — полюс.

В 90-х годах прошлого века исследование путешествия полюсов представляло собой одну из самых «модных» астрономических проблем. После того как обнаружили это любопытное явление, многие обсерватории земного шара принялись наблюдать за необычным путешественником. Делались даже попытки предсказать его возможные координаты. И вот тут-то и выяснилось, что это скорее геофизическая, чем астрономическая задача.

По подсчетам ученых получалось, что полюс должен вернуться на прежнее место через 305 дней, то есть примерно через 10 месяцев. Но первые же наблюдения убедили, что в действительности полюс движется гораздо медленнее. Он завершал свой путь за 427–430 дней, почти за 14 месяцев. Отчего это могло быть?

Поиски таинственной причины, удлиняющей время движения полюсов, продолжались бы, вероятно, и до сих пор, если бы один из астрономов не усомнился в том, что наша Земля твердая. Ведь 305 дней должно было уходить на путешествие полюса именно по совершенно твердой Земле.

А что, если Земля не совсем твердая, а упругая? Тогда, «болтаясь» на оси, она будет как бы пружинить. При этом возникнут упругие сопротивления, и Земля не сможет отклониться далеко. В результате скорость «качания» земного шара уменьшится, и движение полюсов затянется вместо 10 до 14 месяцев.

На более «мягкой» Земле полюс путешествовал бы еще дольше. Если же наша планета состояла бы не из гранитов и базальтов, а, скажем, из воды, то в такой податливой массе полюс совсем бы не мог передвигаться — вернее, его перемещения нельзя было бы отличить от движения самой воды.

Если судить по движению полюса, получалось, что Земля действительно не совсем твердая.

Это наблюдение послужило началом целой серии интереснейших работ, которые привели геофизиков к пониманию того, как твердое тело может одновременно обладать и свойствами жидкости. Решающее значение оказали исследования в области высоких давлений и температур.

Про подвергнутые колоссальному сжатию, сильно нагретые тела нельзя сказать, твердые они или жидкие. В подобных условиях эти далекие понятия сближаются, так как возникает совершенно новое состояние вещества. Кусок мрамора, если его долго и сильно сдавливать, становится пластичным и даже текучим. Подобно мягкой глине, он образует точный слепок той формы, в которую был заключен. В то же время парафин, например, становится в этих условиях таким твердым, что им можно, как штампом, сделать вмятину в стальной пластине.

Эти опыты дали некоторое представление о том, как могут измениться свойства вещества земных глубин, сжатого с огромной силой и не менее сильно разогретого. Земля оказалась одновременно тверже стали и мягче воска. Вот почему, оставаясь твердой, она вращается, как густая жидкость, и послушно принимает ту форму, которую ей придает центробежная сила.

Но раз так — значит, можно определять ее фигуру просто по формуле Клеро? Конечно, можно, если будет известно, насколько же наша Земля тверже привычных нам жидкостей и всюду ли она одинаково мягка. А вот этого точно и не знает современная геофизика.

Какие только хитроумные приемы не использовали ученые, чтобы разгадать строение недр Земли! Они отправляли путешествовать по земным глубинам «эхо» от искусственных землетрясений. Пробираясь среди плотных и мягких пород с разной скоростью, эхо возвращалось назад к земной поверхности и докладывало ученым обо всех встреченных «трудностях».

Но дальше, чем до половины земной толщи, ему не удавалось добраться. Ниже находилось таинственное ядро планеты, которое отбрасывало, не пропускало через себя сейсмические волны.

Геофизики обратились за помощью к Луне.

Подобно механической пружине, Луна растягивает Землю, как бы пробуя, насколько она упруга. Мы видим непосредственно только один явный результат этого «космического опыта»: дважды в сутки, поддавшись притяжению Луны, поднимается горбом вода в океане и стремительно мчится на берег.

А раз наша Земля не совсем твердая, значит она тоже должна растягиваться под действием лунных сил? Другими словами, должны быть какие-то приливы и в самом теле Земли?

Ученые заставили Луну сообщить им о результатах эксперимента, который спутница Земли производит над нашей планетой в природной лаборатории. Так стало известно о существовании «твердого» прилива в земной коре. Теперь предстояло измерить его высоту.

Задача это необычайно трудная. Дело в том, что твердый прилив гораздо меньше океанского. На широте Москвы он равен всего 50 сантиметрам. По сравнению с земным диаметром — величина совершенно микроскопическая. Главное же, что хотя дважды в сутки москвичи, подобно плывущему по морю кораблю, поднимаются и опускаются на полметра, они этого не замечают. Твердый прилив невидим — ведь на гребне твердой волны вместе с нами поднимаются и здания и улицы.

Измерить его величину удалось, когда сообразили, что вместо самой высоты твердого прилива можно определять изменения веса какого-нибудь предмета, поднимающегося на гребне его волны. Отдаляясь от центра Земли, любой предмет дважды в сутки должен становиться чуть легче.

Конечно, полметра — ничтожное расстояние, и потеря веса тут просто трудновообразима, но современные приборы улавливают и такие величины. Их измеряют с помощью очень чувствительных гравиметров и особых, горизонтальных, маятников.

Теперь по величине этого твердого прилива можно было постараться узнать, насколько «мягка», податлива наша Земля.

Известный советский ученый, член-корреспондент Академии наук М. С. Молоденский добился в этой области больших успехов, но ему не удалось прийти к окончательному решению — доказать, твердая или жидкая наша планета внутри.

Геофизики вернулись к самой Земле. Есть еще один способ узнать, из чего сложены ее недра. Это можно определить по тому, насколько сильно замедляются обороты земного шара вокруг оси.

Известно, что когда надо определить сырое (жидкое внутри) или вареное (с твердой серединой) яйцо, его крутят. И вот перед нами вращающееся «яйцо» — Земля. Как же определить, какой она густоты?

Опять обратились к неугомонным путешественникам — полюсам. Ведь по времени их отставания от теоретического «расписания» можно судить не только о том, твердая вообще Земля или нет, но и в какой степени она упруга.

Благодаря этому способу удалось подойти к разгадке строения нашей планеты еще ближе. По исследованиям советского астронома Е. П. Федорова получилось, что внутри относительно твердой Земли находится жидкое ядро, с поперечником около 6 тысяч километров. К похожему выводу пришел и англичанин Г. Джефрис.

Теперь своим новым помощником геофизики избрали искусственный спутник, который дает возможность прощупать не только поле тяготения вокруг Земли, но и как бы заглянуть в ее недра. И есть все основания надеяться, что этот «лот», заброшенный в земные глубины из космоса, представит уже несравненно более точную картину строения внутренности нашей планеты.

Когда французский Конвент утверждал метр как часть земной окружности, предполагалось, что с размерами Земли будут сравниваться лишь земные расстояния.

Но вот астрономам потребовалось узнать, насколько отстоят от нас наши соседи — Марс, Венера, Юпитер, Плутон и другие планеты солнечной системы. Да и само Солнце — как далеко оно от Земли? И оказалось, что размеры нашей солнечной системы и вообще все расстояния в космосе, будь то длина пространства, отделяющая от нас ближайшую галактику или самую далекую, едва мерцающую звезду, можно определить, только зная величину Земли.

Здесь уже не обойтись крошечной мерой — 40-миллионной долей земного меридиана. На этот раз в ход приходится пускать весь земной диаметр целиком.

Как же измеряют расстояния до небесных тел? Разумеется, никто и не думает укладывать земной диаметр на всем протяжении от Земли до звезды. Космические расстояния нельзя измерить непосредственно, приложив к ним даже самую большую линейку. Чтобы сделать это не сходя с места, ученым пришлось применить хитроумный прием.

Поставьте на стол зажженную лампу и посмотрите на нее, зажмурив сначала левый, затем правый глаз: лампа как бы отскочит в сторону. Отчего это происходит?

Когда мы смотрим двумя глазами, изображение лампы, видимое каждым глазом отдельно, проецируется на ось, проходящую ровно посредине между обоими глазами. Закрывая по очереди то один, то другой глаз, мы как бы разъединяем это изображение на два и рассматриваем каждое из них поврозь. Вначале видим лампу так, как ее видит правый глаз, а закрыв его — так, как она видна левому глазу.

Величина промежутка между левым и правым изображениями лампы зависит от расстояния, на котором находятся друг от друга оба глаза, — оно называется базисом. Если базис будет больше, то и лампа «скакнет» сильнее.

А теперь поставьте лампу в дальний конец комнаты и проделайте то же самое. Хотя базис остался прежним, расстояние, на которое перемещается лампа, стало меньше, так как мы смотрим на нее издалека.

Выходит, что по величине такого «скачка» при одном и том же базисе можно судить, как далеко находится наблюдаемый нами предмет. Этот способ и применяют астрономы для измерения расстояний до небесных тел. Только базис приходится брать не такой маленький, как в нашем домашнем «опыте», а длиной в тысячи километров. Им служит диаметр Земли.

Один из наблюдателей располагается с одной стороны земного шара, а другой — в противоположной точке, на другом конце земного диаметра. Если бы можно было мгновенно перелететь из одного такого пункта наблюдения в другой, то мы увидели бы, как Луна, например, подобно нашей лампе, совершает по небу скачок. Величина его, как мы уже знаем, зависит от длины базиса.

А если мы теперь с концов того же базиса будем смотреть на какую-нибудь более далекую планету, например на Марс? Его скачок, как и в случае с лампой, которую мы поставили в дальний угол комнаты, покажется нам не столь большим, как у близкой Луны.

Итак, чтобы подсчитать, на каком расстоянии от Земли находится Луна или любая другая планета, надо знать, чему равен земной диаметр и насколько «сдвигается» небесное тело, если смотреть на него сначала с одного конца этого диаметра, а потом с другого.

Это кажущееся перемещение небесного тела называется параллаксом. Определить расстояние до Луны, Солнца или звезд — это значит прежде всего найти их параллакс.

Если мысленно пункты наблюдения, находящиеся на концах невидимого земного диаметра, соединить воображаемыми прямыми с Луной хотя бы, то космическое пространство между Землей и Луной перережут два громадных треугольника. Одна сторона каждого из них известна — это радиус нашей планеты, или половина базиса, а другая и есть расстояние между Луной и Землей, которое надо узнать.

В упрощенном виде эту задачу может решить уже и школьник. Ведь треугольник прямоугольный, в нем известен один из катетов и величина острого угла в вершине — она установлена при определении параллакса.

Когда планеты подходят совсем близко к Земле, расстояние до них можно определить и с помощью меньшего базиса — какой-нибудь части земной окружности. В 1672 году, во время очередного противостояния, когда Марс, обычно находящийся на расстоянии свыше 100 миллионов километров, подошел к Земле почти вдвое ближе, ученые попытались измерить точное расстояние до него с концов базиса, протянувшегося от Парижа до экватора. Именно за этим и послали в Кайенну злополучного астронома Рише, снабдив его «точнейшими», как тогда считали, часами.

Но для звезд, находящихся гораздо дальше планет нашей солнечной системы, даже такой огромный базис, как 12-тысячекилометровый диаметр Земли, оказывается мал. Поэтому их параллакс определяют с противоположных концов земной орбиты — из точек, разделенных почти 300 миллионами километров. Разумеется, эти наблюдения приходится производить не одновременно, а с промежутком в полгода.

Теперь невидимый треугольник становится в десятки тысяч раз больше. Одна сторона его — это тоже радиус, но только радиус не Земли, а земной орбиты, а другая (ее и предстоит найти) соединяет центр земной орбиты — Солнце — со звездой, расстояние до которой мы хотим измерить.

Казалось бы, наблюдаемая с разных концов громадной орбиты Земли звезда должна совершить большой скачок. Но в действительности звезды так невообразимо далеки от нас, что обнаружить их параллакс чрезвычайно трудно. Эта задача равносильна тому, как если бы мы хотели разглядеть за несколько десятков метров колебание волоса, гораздо меньшее по величине, чем его толщина.

Когда подобное ювелирное занятие впервые увенчалось успехом, газеты писали, что «лот, закинутый в глубины мироздания, достал, наконец, дна».

Это произошло в 1835 году, а первым, кому удалось осуществить такое тонкое измерение, был уже известный нам астроном В. Я. Струве. Звезда, расстояние до которой он определил, — одна из ближайших к Земле. Это Вега.

Самый быстрый известный нам путешественник — свет пробегает за секунду 300 тысяч километров. И все же ему надо затратить целых 27 лет, чтобы добежать от Веги до Земли. Однако это совсем небольшое расстояние в звездном мире. У космического океана нет «дна». Наиболее далекие из известных нам звезд — Денеб, Бетельгейзе и Беллатрикс — находятся от нас на таком огромном расстоянии, которое почти невозможно осмыслить. Стремительный луч света летит от них полтысячелетия и больше.

В. Я. Струве, определивший расстояние до нескольких сотен звезд, за свой научный подвиг — так тогда и говорили — был назван «первым астрономом России».

Сейчас точно известно, насколько удалены от нас многие тысячи звезд. Установлены размеры не только нашей солнечной системы, но и той громадной звездной семьи, в которой она является рядовым членом.

Мы знаем теперь, что вдоль радиуса нашей Галактики луч света бежал бы 50 тысяч лет, от Солнца же до ее центра путешествовал бы 35 тысяч лет. А ведь наша Галактика не является особо крупной, и по соседству от нее находится бесчисленное множество других звездных архипелагов. Только в той части неба, которая доступна современным телескопам, галактик насчитывается около миллиарда. До самой близкой из них, находящейся в созвездии Андромеды, примерно в 15 раз дальше, чем до самых далеких областей нашей Галактики. Свет от нее летит до Земли больше миллиона лет.

И все-таки эти чудовищные расстояния измерены человеком. А задумывались ли вы над тем, что они не были бы нам известны, если бы мы не знали размеров своей планеты?

Но, по-видимому, когда дело касается звезд, диаметр или радиус Земли ни при чем. Ведь там берется совсем другой диаметр — диаметр земной орбиты или ее радиус. А что это, как не расстояние от Земли до Солнца, которое вычислено с помощью все того же земного диаметра?

Больше того, какие бы космические дали мы ни меряли, в конечном итоге все равно придем к обычному метру: чтобы представить себе наглядно величину даже неимоверно больших звездных расстояний, мы должны сказать, сколько в них метров.

Это может показаться неправдоподобным. И действительно, было бы смешно пытаться считать огромные космические расстояния в малютках метрах. Они выражались бы тогда поистине «астрономическими» цифрами — с десятками, а то и сотнями знаков.

Чтобы этого избежать, в астрономии пользуются другими, гораздо более крупными единицами: парсеком, световым годом и единицей, не имеющей специального наименования, которая просто так и называется «астрономическая единица».

Парсек — это расстояние до звезды, параллакс которой равен одной угловой секунде. А световой год — это расстояние, которое луч света пробегает в течение года. И когда мы говорим, что от созвездия Андромеды, предположим, свет идет до нас миллион лет, то это и значит, что до нее миллион световых лет.

Астрономическая же единица — это радиус земной орбиты, или расстояние от Земли до Солнца. В астрономических единицах указываются обычно расстояния в пределах солнечной системы. Земля, таким образом, находится от Солнца на расстоянии одной астрономической единицы. А если мы говорим, что Плутон, скажем, в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, то это обозначает, что от него до Солнца 40 астрономических единиц.

Можно одно и то же расстояние выразить во всех трех единицах. Так, если от Земли до Солнца целиком укладывается одна астрономическая единица, то от светового года на этом расстоянии поместится только маленькая часть: свет от Солнца до нашей планеты добегает за 8¹/₃ минуты. А парсеков — вернее его долей — на том же отрезке уложится еще меньше — всего ¹/_{206 265} часть. Ведь один парсек равен 3,26 светового года, или 206 265 астрономическим единицам.

Но сколько бы мы ни переводили парсеки в световые годы, а их в астрономические единицы, как бы ни поражало нас обилие световых лет, укладывающихся от нашей планеты до соседней галактики, мы все равно не сможем сказать, сколько же это все-таки, чтобы не упомянуть метры.

В самом деле. Что такое парсек? Это не просто неизвестно чем промеренное расстояние до звезды. Ведь ее параллакс измерен, в конечном счете, с помощью базиса, которым является диаметр Земли. И все стороны космических треугольников будут вычислены в долях земного диаметра, который, в свою очередь, равен 12 с лишним тысячам километров. И, разумеется, это же самое относится к астрономической единице. Длина ее — не что иное, как 150 миллионов земных километров.

Световой год так же непонятен сам по себе, как и парсек или астрономическая единица, пока не станет известно, сколько же километров проходит луч света за то или иное время. Вот почему, какие бы расстояния мы ни мерили — между близкими «звездными городами» или далекими «островами» из звезд, — мы всегда сравниваем их с размерами нашей планеты.

Радиус Земли является как бы «неразменным рублем», который остается одинаковым и неизменным при всех переходах от звездных величин к обычным. Он представляет собой связующее звено между измерениями в пределах непосредственно доступного человеку земного пространства и косвенными измерениями в космосе.

Может показаться, что большого значения точные размеры Земли при этом не имеют. Ну, насколько изменится наше представление о расстоянии от Земли до Солнца, насчитывающем не один десяток миллионов километров, или о еще большем поперечнике всей солнечной системы, исчисляющемся уже миллиардами километров, если окажется, что радиус Земли составляет не 6375, а 6378 километров? Казалось бы, это должно пройти незамеченным.

Но астрономы подсчитали, что если из-за уточнения размеров нашей планеты параллакс Солнца изменится всего на одну сотую долю секунды, то в астрономическую единицу придется внести весьма солидную поправку — прибавить к ней или, наоборот, отнять от нее целых 170 тысяч километров. А изменение величины радиуса Земли всего на 100 метров означало бы, что поперечник солнечной системы вычислен с ошибкой в 185 тысяч километров.

Это все касается размеров Земли. А играет ли какую-либо роль ее форма? Или, того больше, развиваемая ею сила тяжести? Одинаковая она на всей Земле или нет, ровное поле тяготения вокруг нашей планеты или нет — это уж, по-видимому, не имеет никакого отношения к взаимным расстояниям небесных тел. Посмотрим, что получается в действительности.

Мы не можем узнать ни одного звездного расстояния, не определив вначале расстояние до Солнца. Ведь с концов маленького земного диаметра мы не увидим, как «скачут» звезды. А чтобы смотреть на них с разных концов земной орбиты, и надо знать расстояние от Земли до Солнца. Для этого же необходимо, как вы помните, измерить солнечный параллакс. Но измерить его достаточно точно не удается из-за большой величины солнечного диска. Вот почему параллакс Солнца большей частью не определяется из наблюдений, а вычисляется, исходя из размеров лунного (или из наблюдений планет при их наибольшей близости к Земле).

Видимый диск Луны хотя и не намного меньше солнечного, но зато находится гораздо ближе и удобнее для наблюдений. Но именно потому, что Луна по сравнению с Солнцем очень близка к Земле, точная величина ее параллакса зависит даже от такой детали, как был ли в месте наблюдения выступ или впадина, то есть не только от размеров, но и от точной формы Земли.

А если попытаться, скажем, определить массу Солнца? Придется сравнить силу, с которой будут притягивать одинаково удаленный предмет Солнце и Земля. Величина этой силы, как известно, зависит от расстояния, на каком она действует. Таким образом, и в этом случае необходимо знать солнечный параллакс. Причем на сей раз мы попадаем в еще большую зависимость от нашей планеты — ведь вес Солнца, как и любых других небесных тел, впрочем, нельзя вычислить, не зная и веса Земли.

Выходит, что мы не можем измерять расстояния в космическом пространстве, если не известны какие-то определенные величины, зависящие от размера Земли: радиус земного шара, лунный и солнечный параллаксы. Эти величины называются фундаментальными постоянными астрономии.

Но столь же важно, оказывается, знать силу тяжести на сплюснутом полюсе и на выпуклом экваторе, величину центробежной силы, сжимающей Землю, и земную упругость, препятствующую этой силе сплюснуть Землю в полную меру своих возможностей. Другими словами, нужны все те исходные величины, без которых, как мы уже видели, нельзя определить точную форму Земли и силу земного притяжения. Они тоже являются фундаментальными постоянными, зависящими от размера земного шара и от его формы.

Определить точную форму Земли — и значит найти фундаментальные постоянные, связанные с ее размерами, строением недр, вращением, развиваемой ею силой тяжести, то есть те величины, без которых нельзя было бы ни измерить просторы вселенной, ни взвесить звезды и галактики — осуществить все то, что делает современную астрономию точной наукой. Выходит, что без знания истинной формы Земли мы не можем получить правильных представлений о всей вселенной.

Сейчас все эти опорные вехи вычислены очень приблизительно — так же, как лишь приблизительно известна фигура нашей планеты. Вот почему в системе современных фундаментальных постоянных астрономии есть противоречия. Так, параллакс Солнца, измеренный с помощью Луны, не соответствует, например, принятому в астрономии значению массы Земли и т. п.

Происходит это потому, что действительная Земля очень отличается от той «теоретической», как говорят астрономы, Земли, которую они сейчас принимают за основу всех своих измерений. Ведь в астрономии до сих пор Земля считается ровненьким эллипсоидом — даже не трехосным, а еще более неточным, всего с двумя осями.

И все современные значения фундаментальных постоянных относятся именно к этой упрощенной Земле.

Пользоваться такими неточными «инструментами» при исследовании вселенной становится все труднее и труднее. Вот почему астрономы все чаще начинают поговаривать, что им нужны более правильные фундаментальные постоянные. А их может доставить только геодезия, определив истинную форму нашей планеты.

При этом любопытно, что с помощью естественной Луны удалось бы определить только две из них — сжатие Земли и ее размер. А искусственный спутник позволяет определить все до одной величины, характеризующие, по современным представлениям, форму нашей планеты.

Корабль летел в космосе. Свободный, независимый, не подверженный силе земного притяжения…

Среди черной бездны, наполненной звездами, показался исполинский ятаган Луны с блестящим, иззубренным темнотой лезвием. Поднята металлическая шторка на одном из «окошек» — и лунное тяготение, отражавшееся необычным «волшебным» составом, которым был покрыт корабль, пробилось, наконец, в эту отдушину. Притянутый Луной корабль стал падать…

Такого вещества нет в природе. Чудесное вещество без веса, тела из которого не имеют тяжести, создано лишь воображением фантастов. Чтобы превратить волшебную сказку в реальность, надо разгадать природу тяготения.

Всепроникающая таинственная тяжесть, от которой нельзя ни спрятаться, ни заслониться, — в чем ее природа, почему она «тяжелая»? — волнующий вопрос, одна из интереснейших проблем современной науки.

— Тяготение — это сила, с которой тела действуют друг на друга, — говорил в XVII веке Ньютон.

— Никакой силы тяготения нет, — возражал три столетия спустя Альберт Эйнштейн. Есть движение тел по инерции в материальном пространстве, в той или иной степени искривленном. Его искривление, влияющее на свободное движение тел, мы и принимаем за тяготение.

Согласно Ньютону, Земля движется по эллиптической орбите под действием тяжести, тянущей ее вниз, и под действием инерции, толкающей ее прямо вперед. По Эйнштейну, она движется только по инерции. Путь ее представляет прямую линию в искривленном пространстве.

— Тяжесть — это органическое свойство материи, ее способность образовывать поле тяготения, — ответят современные физики, если вы спросите их, что же все-таки такое эта непонятная тяжесть. Вот, пожалуй, все, что они смогут сказать, хотя спроси вы их, где рождается и как «устроено» электрическое или ядерное поле, они не только подробно обрисуют их «внутренность», но даже покажут вам «фотографии» мельчайших «частичек», образующих эти поля. Современная наука глубоко проникла в микроструктуру электромагнитного и ядерного полей и может объяснить, что происходит «внутри» поля на языке атомной азбуки.

Такие же поля, как вокруг Земли или Солнца, но только гораздо меньшие, образуются внутри любого атома — возникают вокруг частиц, из которых состоит атом. Те из них, которые имеют электрический заряд, как отрицательный электрон или положительно заряженный позитрон, например, образуют магнитное поле. Находящиеся в ядре атома протоны и нейтроны создают вокруг себя ядерное поле, так как они обладают особым ядерным зарядом.

Частицы, входящие в состав атома, непрерывно пульсируют, колеблются, выделяя при этом какую-то «порцию» энергии, если можно так сказать, которая поглощается другой частицей, высылающей взамен новую «порцию». Благодаря подобному обмену между ними и возникает то, что мы называем полем.

«Порции» электромагнитного поля — это фотоны, крошечные «сгустки» света. Быстро мчащиеся от одной заряженной частицы к другой, они как бы все новыми и новыми «веревочками» связывают их друг с другом. Такая же электромагнитная «веревочка» привязывает сами эти частицы к атомному ядру.

А внутри ядра роль «связующих нитей» играют пи-мезоны — очень быстрые элементарные частички, ближайшие родственники тех, взаимодействие между которыми они переносят. Они-то и являются «порциями» ядерного поля, которыми обмениваются между собой частицы, составляющие атомное ядро.

Эти же «нити», как бы постоянно натягиваемые быстро летающим взад-вперед «челноком», и образуют невидимую «ткань» электромагнитного и ядерного полей. Земля, Солнце и любые другие намного меньшие тела, обладая, как и внутриатомные частицы, электрическим или аналогичным магнитным зарядом, начинают излучать электромагнитное поле, подобное тому, которое испускают электроны, находящиеся внутри атома, только более «дальнобойное». Но, как и крошечное электромагнитное поле внутри атома, переносят его фотоны.

Фотоны света, мчащиеся к нам от Солнца, — это и есть «порции» его электромагнитного поля, невидимой основой протянувшегося в мировом пространстве. А какой «челнок» натягивает около Солнца или возле нашей Земли «нити» тяготения?

В 1927 году советский физик Д. Н. Бернштейн высказал предположение, что должны существовать и «порции» тяготения. Эта мысль получила свое дальнейшее развитие в работах Д. Д. Иваненко. Как представляется по этой теории «механика» тяготения?

По-видимому, любое тело непрерывно излучает «порции» тяготения. Вылет каждой из них сопровождается реактивным толчком в обратном направлении. Но поскольку эти «частички» тяжести разлетаются во все стороны равномерно, то само излучающее их тело не испытывает толчка. Или, если говорить точнее, все толчки уравновешивают друг друга.

Но так может происходить, когда пространство вокруг тела свободно. А если мы приблизим к нему другое такое же тело, излучающее, как и первое, во все стороны «порции» тяготения? Тогда таких «порций» между телами окажется больше, чем с внешних сторон. И, значит, в более насыщенное пространство — в промежуток между исследуемыми телами — их будет излучаться меньше.

Почти все «порции» тяготения будут вылетать в свободное пространство, то есть в противоположные стороны. Теперь уже их толчки не уравновесят друг друга. Каждая новая «порция» тяготения, выплеснутая в направлении свободного пространства, будет подталкивать тело к его соседу. Тела начнут сближаться, как бы притягиваясь друг к другу. Получается, что тело, мечущее «порции» тяготения, представляет собой как бы реактивный двигатель, который и «тянет» его к другому телу. Так ли это?

Физики сумели «увидеть» невообразимо крохотные, даже по сравнению с частичками, составляющими атом, фотоны: они сфотографировали их след, измерили энергию, также досконально описали свойства пи-мезонов. Но ни один сверхточный эксперимент не обнаружил до сих пор таинственных «гравитонов», как условно назвали мельчайшие «порции» тяготения, ни внутри атома, ни внутри атомного ядра, ни в лучах солнечного света, ни в поле тяготения Земли. Хотя между телами, обладающими хоть какой-нибудь массой, в том числе и между элементарными частицами атома, как мы знаем, неизменно возникает не похожее на другие поля — поле тяжести.

Все тела, рождая какое-либо поле, расходуют на это часть своей массы. Солнце, например, за счет электромагнитного излучения каждую секунду «худеет» на 4 с лишним миллиона тонн. Но почему не обнаружено даже ничтожных потерь в весе при образовании поля тяготения? За счет чего же работает загадочный «реактивный двигатель»?

От любого другого поля можно загородиться, поставив на пути фотонов или пи-мезонов непроницаемый для них экран. Ведь внутриатомные частицы или заряженные тела могут не только притягиваться друг к другу под влиянием возникающего между ними поля, но и отталкиваться друг от друга. Характер их взаимоотношений зависит от того, одинаковый у них заряд или нет.

Поле тяжести не знает никаких преград. Неумолимое, всесильное, оно проникает сквозь любые толщи любого вещества. Тела, между которыми оно возникает, всегда только притягивают друг друга.

Если верить сообщениям зарубежной печати, в последнее время предпринимались попытки обнаружить, не может ли сыграть роль «щита», заслоняющего нашу планету от испускаемого Солнцем тяготения, Луна. Для этого надо было суметь отделить «солнечное» тяготение.

До сих пор мы все время говорили о земных причинах, изменяющих вес одних и тех же предметов в зависимости от того, где и в какое время суток их взвешивали. Это были: сжатие Земли, центробежная сила — разная на полюсах и на экваторе, и, наконец, твердый прилив, уменьшающий вес даже тех предметов, которые никуда не переезжают.

Но притяжение Солнца и Луны, вызывающее приливы в самом теле Земли, влияет и на вес земных предметов. Солнце и Луна тянут их к себе и тем самым не дают Земле притягивать тела в полную мощь. Вот почему в новолуние, когда усилия Луны и Солнца направлены в одну сторону, все земные тела становятся чуточку легче, чем в остальные дни месяца.

«Солнечные» изменения в весе страшно малы. Поэтому обнаружить их очень трудно. А если на пути тяжести, изливающейся из Солнца, окажется Луна? Может быть, солнечное тяготение не пройдет сквозь нее и все тела в этот момент «полегчают»? Но, как показывает практика, загородиться от тяготения удалось пока лишь авторам фантастических романов.

Настолько велика разница в характере поля тяжести и других известных полей, что многие ученые справедливо сомневаются, существуют ли эти самые гравитоны или тела тяжелые вовсе не потому, что они их излучают.

Окажется ли тяжесть «сотканной» из гравитонов, построенной из других «кирпичей» или даже вовсе без них, а разгадка природы тяжести — впереди.

Представим себе такое время, когда ученые заставят тела испускать меньшее поле тяжести. И, послушные человеку, такие тела вдруг станут легче. Захотят — и вообще ни одна «порция» тяготения не вылетит наружу. Произойдет удивительнейшее чудо: тело лишится тяжести, и его можно будет прямо с Земли забрасывать в космические дали.

И тогда не со страниц фантастического романа, а с реальной Земли поднимутся в космос невесомые корабли и отправятся путешествовать по вселенной — свободные, сильные своей независимостью от оков тяжести, как те, которые создал когда-то своим воображением мечтатель-фантаст Уэллс.

Но имеет ли все это какое-нибудь отношение к геодезии? Ведь, определяя форму Земли, ученые измеряют, так сказать, величину тяжести, а не ее «качество»? Не все ли равно, каково «внутри» поле тяготения, окружающее Землю, если нам важно знать распределение силы тяжести по земной поверхности? Вспомним, что сила тяжести в том или ином месте зависит от того, какое строение имеет здесь земная толща: плотная она или нет. А свойства любых пород зависят в конечном счете от того, как устроены их молекулы и атомы.

Выходит, что тяжесть рождается в атомах вещества Земли. А мы уже знаем, что атом — это как бы горсточка крохотных частичек, накрепко связанных друг с другом большими и маленькими полями. «Нити» тяжести и электромагнитные «веревочки» цепко держат эти частички, привязывая их к ядру атома, не давая им разлететься в разные стороны. А аналогичные «нити», только еще более прочные, не дают рассыпаться и самому ядру.

Больше того, все сильнее и сильнее склоняются физики к тому, что и сами внутриатомные частицы — это не «крупинки» вещества, как думали еще совсем недавно, а продолжение все того же поля, как бы наиболее возбужденные его части.

Получается, что поле тяжести существует не только вокруг планеты, но и сама наша Земля — это своего рода колоссальное скопление крохотных полей тяжести. Вот почему, меряя тяжесть в различных местах Земли, геодезисты говорят, что они определяют поле тяжести. Измерить поле тяжести на земной поверхности — это и значит определить форму Земли. Так современная атомная физика и то оказалась, хоть и косвенным образом, причастной к исследованиям все той же «несложной», как думали поначалу, проблемы: какой же формой природа наградила нашу планету?

Собственно, на этом можно было бы и закончить рассказ о тех разнообразных науках, которые помогают измерять Землю, если бы на одном из заключительных заседаний X Международного астрономического съезда не прозвучало название новой науки, на которую теперь возложены тяготы по определению фигуры нашей планеты.

«Я бы назвал ее спутникия, — сказал один из зарубежных ученых, участник X Международного астрономического съезда, — эту новую науку, которая родилась 4 октября 1957 года».

И с ним можно согласиться. Исследование мира с искусственных небесных тел — это действительно целая новая наука.

Сейчас, когда космическое пространство прочерчено следами рукотворных небесных тел — вершины современной технической и научной мысли, особенно ярко видно, какой огромный путь развития знаний о Земле лежит позади.

Она началась с простой геометрии — наука, взявшаяся измерить земной шар. Круг с точкой посредине, два радиуса к двум городам. Какая часть всей окружности между ними? Вот и весь комплекс проблем. И решаются они просто — главным образом на бумаге. А тот кусок, который надо промерить на самой Земле, определяется тоже без особого труда — с помощью линейки. Так меряли круглую и сплюснутую Землю.

Неправильную бугристую Землю помогла измерить новая наука — гравиметрия. И, наконец, сейчас на помощь ей уже включилась спутникия, исследующая мир с помощью искусственных астрономических тел.

Но, может быть, не надо было тратить «попусту» столько сил и стараний на изучение фигуры Земли прежними способами, если всесильная спутникия все равно скажет, что Земля не шар, не эллипсоид и не геоид даже, а еще какой-то новый «оид»? И как же быть со всеми этими многолетними спорами, экспедициями, открытиями?

Значит, все предыдущие столетия геодезия только и делала, что без конца «ошибалась», утверждая, будто Земля то правильное геометрическое тело, то неровная, вообще ни на что не похожая «глыба»? И, выходит, зря отдал жизнь за круглую Землю итальянец Асколи, напрасно на протяжении полувека спорил с Французской Академией непримиримый Ньютон, и крупнейшие академии мира впустую тратили огромные средства на землемерные экспедиции?

Конечно, нет. Ньютон не мог бы доказать, что Земля сплюснута, если бы Магеллан до этого не объехал вокруг круглой Земли, отвоеванной у плоского «блина» церковников. А бугристый геоид не был бы нам теперь известен, если бы мы не узнали раньше, что Земля сплюснута. И Землю нельзя было бы измерять из космоса, если бы, путешествуя по неровной Земле, геодезисты не сообразили, что ее надо не обмерять линейкой, а «взвешивать», используя для этого «гирю».

Каждое следующее открытие «новой» формы Земли не уничтожало старые представления, а лишь уточняло их. И каждое такое уточнение достигалось с помощью нового способа измерения, с помощью новой науки, вливавшейся в русло геодезии. Земля считалась круглой, пока ее измеряли чисто геометрически, на бумаге. Но это была лишь приблизительно определенная форма. Земля стала в наших глазах эллипсоидом, когда ученые стали мерить ее тщательнее, прикладывая во многих местах к земной поверхности «градусный аршин».

И это было вторым уточнением, но все еще дававшим приблизительное представление о нашей планете. И таким же неокончательным, но гораздо более близким к действительному, чем шар или эллипсоид, является представление о геоиде и квазигеоиде, которые измеряют не линейкой, а «взвешивая» отдельные участки Земли.

Больше того, если бы мы и захотели все-таки сделать глобус правильной моделью Земли и показывать школьникам «настоящую» Землю, то мы не смогли бы этого добиться при всем желании. Уменьшенные до его размеров, все эти неровности нашей планеты стали бы попросту невидимыми — так они малы по сравнению с ее основной, «круглой» массой. И даже сплюснутость Земли у полюсов невозможно показать на такой модели — ведь полярный диаметр на глобусе диаметром в 60 сантиметров пришлось бы для этого укоротить на 2 миллиметра. Какой глаз обнаружит такую разницу?

Но тогда зачем же так тщательно исследуют ученые эти «микроскопические» неровности земной поверхности? Может, не стоило и заставлять спутник производить столь ничтожные по величине замеры, а как считалась Земля до путешествия Рише на экватор шаром, так пусть она им и остается?

Оказывается, от этих крошечных неровностей на лике нашей планеты нельзя так просто отмахнуться. Мы видели, что без точного знания всех микроскопических подробностей нельзя не только начертить правильную карту, но и измерить расстояние между городами на Земле или между планетами солнечной системы. Геодезия давно уже вышла из стадии чисто теоретической науки, выводы которой хотя и расширяют рамки нашего знания окружающего мира, но не приносят непосредственной практической пользы. Без точных выводов этой науки плохо пришлось бы и астрономам, и строителям, и геологам, и инженерам…

А кажущаяся незначительность этих крохотных неправильностей в форме нашей планеты означает лишь, что исследования, которыми занята современная геодезия, перешли в область точнейших величин — таких, которые и не мечтали когда-нибудь измерить первые землемеры, начавшие свои исследования с простым шестом в руках.

Луч радиолокатора и электронно-счетные машины, баллистическая ракета и атомные часы, искусственная луна и уловитель невидимого света — вот то оружие, которое помогает теперь геодезистам определять форму нашей планеты. И именно это и делает такой всемогущей волшебницу-спутникию.

Новая наука — спутникия — несомненно заставит в ином свете увидеть очень многие вопросы познания мира. Проблемы космоса наконец-то получили и космические средства их решения. Земной магнетизм и разнообразные лучи, испускаемые Солнцем; атмосфера нашей планеты и межзвездная материя; ионы и метеориты — все, что окружает нас в нашем стремительном полете в мировом пространстве, подвергается теперь тщательному экспериментальному изучению.

Приборы и подопытные животные совершают полеты на неслыханно огромном удалении от Земли, доставляя сведения исключительной теоретической ценности и первостепенного практического значения для предстоящих в скором времени космических полетов человека.

А что такие путешествия не за горами, свидетельствует вторая советская космическая ракета, уже достигшая нашей соседки по небу — Луны.

Это поразительное известие потрясло мир. Человечество едва успело осознать, что люди стали творцами искусственных небесных тел, а советские ученые уже сделали новый шаг в космос. Посланная ими ракета пересекла 379 тысяч километров, отделяющих земной шар от ближайшей к нему планеты.

Новый посланец советской науки — это не просто еще одно рукотворное небесное тело, движущееся под влиянием всемирного тяготения. Это уже управляемый космический корабль — прообраз будущих лайнеров вселенной, тех, которые доставят первых земных путешественников на другие миры.

Луна сравнительно близка к Земле, и расстояние до нее вычислено довольно точно. А какой именно путь предстоит пройти будущим космическим кораблям, отправляющимся в еще более длительные путешествия? При расчетах расстояний до небесных тел, как мы знаем, не обойтись без точной формы нашей планеты.

Да и сам путь космических кораблей, стартующих с Земли, траекторию их полета не вычислить правильно, если не учитывать размеры, форму и даже распределение масс в теле нашей планеты. Ведь все неправильности земной фигуры будут влиять на маршрут будущих звездопланов. И это делает еще более важными те исследования детальных особенностей формы нашей планеты, которые проводятся с помощью наиболее близких к Земле небесных тел — ее искусственных спутников.

Их семья в день второй годовщины со дня запуска первого в истории Земли искусственного спутника пополнилась новым и очень интересным представителем. 4 октября 1959 года в космос стартовала третья советская космическая ракета — своего рода межпланетный бумеранг. Она доставила в район Луны первую автоматическую межпланетную станцию, которая взяла в зону своего наблюдения сразу и Луну и Землю.

Приблизившись к Луне почти «вплотную» — на расстояние 7 тысяч километров, она облетела ее и снова устремилась к Земле.

Автоматический наблюдатель впервые заглянул за Луну, пролетев над никем и никогда не виденной ее стороной. А сколько самых фантастических гипотез и строгих, но не менее увлекательных научных предположений по поводу загадочной «той стороны» земной спутницы высказано за столетия, которые отделяют первых астрономов-наблюдателей от экспериментального исследования Луны!

Что «увидел» там наш новый космический разведчик? По команде с Земли он передал данные своих наблюдений и измерений и фотографии «той стороны» Луны наземным научным институтам. С его помощью ученые как бы заочно побывали на Луне, чтобы завтра самим вступить на ее каменистую почву, покрытую тысячелетней пылью. Третий советский Лунник прокладывает путь будущим земным наблюдателям, участникам межпланетных полетов.

Будут и новые спутники, новые космические лаборатории с широким кругом задач. Спутники временные, действующие «всего» несколько лет, и спутники вечные… Мы рассказали только об одной профессии спутника — о спутнике как землемере. Потребуются томá, чтобы поведать о других, не менее интересных отраслях новой науки — спутникии.

В искусственном спутнике работает поистине все. Не только многочисленные уникальные, остроумно сконструированные точнейшие приборы, которыми он в изобилии оснащен, но и он сам — предмет, сделанный руками человека, заброшенный в космос и превратившийся в небесное тело.

И в качестве небесного тела, удобного для наблюдения с Земли и запускаемого туда, куда это требуется человеку, он поможет правильно ответить, наконец, на вопрос, возбуждавший горячие споры на протяжении тысячелетий: какова же истинная форма планеты, на которой мы живем?