Текст
И ВСЕЛЕННАЯ
РЕДАКЦИОННАЯ
КОЛЛЕГИЯ
МАРТЫНОВ Д. Я.
(председатель),
БАЗЫКИН В. В.,
БРОНШТЭН В. А.,
ДАГАЕВ М. М.г
КОМАРОВ В. Н.,
КУНИЦКИЙ Р. В.,
ОГОРОДНИКОВ К. Ф.,
ПОДОБЕД В. В.,
ФЕДЫНСКИЙ В. В.
СОСТАВИТЕЛЬ В. Н. КОМАРОВ
Научно-популярный сборник «Земля и Вселенная»
издательство «Знание» выпускает совместно со
Всесоюзным астрономо-геодезическим обществом
АН СССР.
В сборнике освещаются достижения в области
астрономии, астрофизики, геофизики, освоения
космоса, наиболее интересные гипотезы.
Авторами статей выступают как советские, так
и зарубежные ученые и популяризаторы науки.
Часть страниц книги предоставлена научной
фантастике.
вселенная
Д. Я. МАРТЫНОВ
Астрофизика — ее успехи
и нерешенные проблемы
Б. А. ВОРОНЦОВ-ВЕЛЬЯМИНОВ
Взаимодействие галактик
С. Б. ПИКЕЛЬНЕР
Межзвездный газ
К. П. СТАНЮКОВИЧ
Космос и газовая динамика
И. С. ЩЕРБИНА-САМОЙЛОВА
Солнечная корона
Б. Е. ГЕ Л ЬФ Г АТ
Перспективы нейтринной
астрономии
П. МУР
Проблемы Луны
В. С. ТРОИЦКИЙ
Луна — объект исследования
Д. Я. МАРТЫНОВ,
профессор, доктор физ.-мат. наук
АСТРОФИЗИКА —
ЕЕ УСПЕХИ
И НЕРЕШЕННЫЕ
ПРОБЛЕМЫ
Современная астрономия воздвигнута на фундаменте бессмертных
творений Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона и других гениаль¬
ных ученых XVI, XVII и XVIII столетий. Последующие поколения
прибавляли к зданию астрономии новые этажи. Это здание растет
и украшается все более прекрасными надстройками, уносящими
ввысь воображение и знания человека.
Наиболее крупные достижения астрономии наших дней относятся
к познанию физических свойств небесных тел. Этим занимается осо¬
бый раздел—астрофизика, возникшая более ста лет назад. Значение
астрофизических исследований особенно возросло в последнее деся¬
тилетие, когда зародилась и бурно развилась совершенно новая науч¬
ная дисциплина — радиоастрономия, в которой тесно слились физика
и астрономия.
Астрономия занимается исследованием небесных тел — звезд (в
том числе Солнца), планет, межзвездного и межпланетного вещества,
звездных систем и всей их совокупности, составляющей наблюдае¬
мую и изучаемую Вселенную, или Космос, как ее назвали первые
философы античности 2500 лет назад. Астрофизика ставит своей за¬
дачей выяснить физическое состояние изучаемых объектов, их строе¬
8
ние, их движение в широком смысле этого слова, т. е. внешнее и
внутреннее. Но никогда астроном не удовлетворяется пониманием
нынешнего состояния того йли иного небесного объекта. Как только
такое понимание, пусть даже частичное, достигнуто, неизбежно воз¬
никает новый вопрос: как ЭТО получилось, откуда взялось, как за¬
родилось? А затем еще один: к чему ЭТО приведет, какова после¬
дующая судьба небесного светила?
Астрофизику интересуют взаимодействия небесных тел друг с
другом и с окружающей средой.
Таким образом, астрофизика ставит основной своей задачей по¬
знание небесного объекта как физического процесса. Решение этой
задачи основано на убеждении, что наиболее общие законы физи¬
ки безоговорочно применимы в любых, самых отдаленных уголках
Вселенной. Вместе с тем астрофизик всегда должен быть готов и к
тому, что в глубинах космоса, в недрах звезд, в просторах межзвезд¬
ной среды можно встретиться с чем-то новым, до сих пор не извест¬
ным, объяснимым только на основе новых физических принципов.
Идея эволюции пронизывает современную астрономию сверху до¬
низу. Однако для того, чтобы заметить эволюционные сдвиги в
состояниях звезд или планет, нужны не десятки и сотни лет, как,
скажем, в человеческом обществе, не тысячи и десятки тысяч лет,
как в биологических явлениях, а многие сотни тысяч, миллионы и
даже миллиарды лет. Речь идет о медленной эволюции, которая вре¬
менами прерывается периодами неустойчивости, приводящими к ка¬
тастрофическим процессам.
Рассмотрим сперва эволюцию звезд. Эти небесные тела представ¬
ляют собой колоссальные газовые шары, центральные части кото¬
рых разогреты до огромных температур. Не будь такой температуры,
газовый шар постепенно «опадал» бы, становясь все меньше и мень¬
ше. Но при сжатии уменьшается потенциальная энергия, высвобож¬
даемая ее часть переходит в тепло, и звезда разогревается до тех
пор, пока упругость газов не станет способной выдержать давление
вышележащих слоев звездной материи. Звезда стабилизируется, ее
быстрое сжатие сменяется медленным, и разогрев продолжается.
При температурах в несколько миллионов градусов вступают в
строй новые источники тепла — термоядерные реакции. Простейшие
из них (и самые продуктивные) основаны на слиянии ядер атомов
водорода (протонов) с последующим образованием в четыре раза бо¬
лее тяжелых ядер атомов гелия (а-чаотиц). Эта реакция, знакомая
человечеству не только теоретически, но, увы, и практически — по
водородной бомбе, имеет два варианта, один из которых протекает
без участия каких-либо посторонних атомов (протон-протонная реак¬
ция), а другой — при участии ядер атомов углерода и азота (углерод¬
ный цикл). В обоих случаях в недрах звезды выделяются большие
количества энергии, способные компенсировать огромную потерю на
9
лучеиспускание. Такая звезда, подобно нашему Солнцу, может су-
ществовать за счет термоядерных реакций многие миллиарды лет.
Когда все ядерное горючее исчерпается, звезда должна угаснуть.
Но она избегает столь печальной судьбы благодаря переходу к новым
источникам «питания». Дело в том, что в звезде практически отсут¬
ствует перемешивание вещества между центром и периферией. Пре¬
вращение водорода в гелий, о котором мы говорили выше и которое
не точно, но образно называют выгоранием водорода, приводит к
исчерпанию ядерного горючего только в центральной части звезды.
Там образуется гелиевое ядро, а реакции переносятся в тонкий про¬
межуточный слой между ядром и оболочкой, где еще сохранился
водород. Высокотемпературные слои в недрах звезды передвигаются
ближе к поверхности. В результате звезда расширяется, а темпера¬
тура ее поверхности падает — звезда превращается в красного (т. е.
холодного) гиганта.
С течением времени масса ядра растет, так как к нему присоеди¬
няются все новые области выгорания водорода. Ядро при этом сжи¬
мается, его температура растет и, когда она достигает 100 миллионов
градусов, оказывается возможной новая термоядерная реакция: обра¬
зование одного ядра атома углерода из трех гелиевых ядер. Это «сго¬
рание» гелия не очень продуктивно в энергетическом отношении, но
оно способно поддерживать существование звезды в стадии гиганта
или сверхгиганта в течение нескольких сот миллионов лет. Чем мас¬
сивнее звезда, тем больше энергии она излучает и тем короче эта
стадия.
В дальнейшем ядра углерода также могут присоединять к себе
ядра гелия, что дает новые тепловые ресурсы, однако с меньшим
энергетическим выходом. В ходе этого процесса рождаются все бо¬
лее и более тяжелые химические элементы. В то же время у звезды
возникает обширная газовая оболочка, которая, располагаясь в значи¬
тельном отдалении от центра звезды, слабо притягивается к нему и от
малейшего импульса может отделиться, навсегда потерять связь со
звездой. В одних случаях это происходит медленно, длительно и спо¬
койно, в других же случаях — быстро, почти катастрофично. Звезда
сбрасывает некоторый избыток массы, и, хотя он составляет всего
лишь долю процента общей массы, процесс протекает так бурно, что
блеск звезды возрастает в миллионы раз. В этот момент звезда вдруг
становится на небосводе одной из самых ярких. Астрономы условно
называют ее «Новой» звездой, хотя на самом деле она гораздо стар¬
ше многих других.
Повторение подобных вспышек вызовет в конце концов появле¬
ние новой эволюционной формы — звезды с небольшой массой, но
очень плотной, состоящей из одного гелиевого ядра, окруженного
тонкой оболочкой с небольшим содержанием водорода. При массе,
равной массе Солнца, такая звезда имеет планетные размеры, почему
10
Обмен вещества между звездами и звездной материей.
и называется «белым карликом» (белым потому, что она горяча на
поверхности). Плотность белого карлика столь велика, что спичеч¬
ная коробка его вещества весила бы на Земле больше тонны.
Разумеется, нарисованная картина весьма схематична, и в ней
есть существенные пробелы. В частности, неизвестно, всякая ли звез¬
да должна испытать стадию вспышки и превратиться в белого кар¬
лика. Есть основания думать, что не всякая. Но какова же тогда
судьба тех звезд, которые избегают подобной участи? На этот вопрос
мы пока не можем ответить. Нет ответа и на другой вопрос, возник¬
ший недавно в связи с открытием так называемой двойственности
у некоторых «бывших» Новых звезд: имеет ли эта двойственность
какое-либо отношение к катастрофической вспышке у Новых?
После того, как Новая угасает, астрономы часто обнаруживают
около нее слабенькую звездочку-спутник, совершенно неприметную
во время могучей вспышки Новой. Вместе они образуют систему двух
звезд, расположенных весьма близко друг к другу и очень быстро
вращающихся вокруг общего центра масс.
Естественно предположить, что маленькая звезда-спутник могла
оказать существенное влияние на возникновение и развитие вспышки
у своей более крупной соседки. В тех случаях, когда два массивных
небесных тела находятся на небольшом расстоянии, они должны
вызывать друг у друга приливные явления — подъем вещества и
11
циркуляцию его внутри звезды, вынос вещества из недр на поверх¬
ность и обратный перенос богатых водородом масс из оболочки к
центру. Приливы в состоянии развязать такие процессы, которые у
одиночной звезды строго сбалансированы.
Наблюдательная астрономия знает немало так называемых вспы¬
хивающих звезд, у которых масштабы вспышки, правда, значительно
меньше, чем у Новых, но зато быстрота ее развития поистине колос¬
сальна: блеск звезды может возрасти в сто раз в течение всего лишь
нескольких минут. В подобных случаях речь уже не может идти об
обычном тепловом излучении, здесь, вероятно, вблизи поверхности
звезды возникают ядерные взрывные процессы, подобные взрыву во¬
дородной бомбы.
Что служит их источником? Об этом мы пока можем только до¬
гадываться. Правда, есть предположение, что в звездах существуют
магнитные поля, которые поддерживаются плазмой звезды, а в из¬
вестный момент благодаря быстрым крупномасштабным перемеще¬
ниям газовых масс исчезают. Тогда заключенная в них магнитная
энергия переходит в тепло за очень короткое время. Такой взрыв
должен носить местный характер и не поведет к изменениям звезды
в целом.
Но мы знаем случаи, когда звезду постигает истинная катастрофа,
в результате которой от прежней звезды по существу ничего не оста¬
ется. Это — явление Сверхновой звезды. Когда Сверхновая достигает
максимума блеска, интенсивность ее излучения равносильна излу¬
чению 100 миллионов звезд, подобных нашему Солнцу. Когда же
она окончательно угасает, а это случается спустя много лет после
вспышки, от нее остается лишь маленькая звездочка, окруженная
огромными газовыми массами. Эти массы расширяются во все сторо¬
ны со скоростью их выброса при взрыве — несколько тысяч кило¬
метров в секунду. В нашей звездной системе — Галактике — извест¬
ны две такие газовые туманности, остатки вспышек Сверхновых, ко¬
торые вместе с тем являются мощными источниками радиоизлучения.
Это — Крабовидная туманность в созвездии Тельца, именуемая в ра¬
диоастрономии Телец-А — остаток вспышки Сверхновой 1054 г., и
так называемый радиоисточник Кассиопея-А — остаток вспышки
Сверхновой, которая осталась незамеченной и не была зарегистри¬
рована астрономами. В обоих случаях девять десятых вещества звез¬
ды при взрыве было выброшено в окружающее пространство, а
остатки превратились к настоящему времени в белые карлики с нич¬
тожным лучеиспусканием.
Взрыв Сверхновой — настолько большая катастрофа, что еще мно¬
го столетий спустя выброшенное звездное вещество продолжает по¬
сылать мощное радиоизлучение, источником которого служат элект¬
роны, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света, и
потому обладающие колоссальной энергией. Есть основания предпо-
12
лагать, что во время вспышек Сверхновых, когда в недрах звезд
возникают температуры, близкие к миллиарду градусов, становятся
возможными такие термоядерные реакции, при которых синтезиру¬
ются ядра тяжелых химических элементов.
Таким образом, вспышка Сверхновой обогащает межзвездную сре¬
ду тяжелыми элементами, и звезды, образующиеся путем сгущения
межзвездного вещества, должны содержать больше тяжелых элемен¬
тов, чем их «предки»-—звезды старшего поколения, зародившиеся
в ту эпоху, когда кроме водорода и, может быть, гелия никаких
других элементов в нашей звездной системе не существовало.
Мы познакомились с круговоротом вещества в космосе и, хотя
еще далеко не все понимаем его в деталях, видим, что в основе этого
процесса лежит не простое повторение «по кругу», а изменения, при¬
водящие к новым физическим свойствам.
Наша Галактика имеет в своем составе около 100 миллиардов
звезд разнообразной массы и размеров. В ней есть центральное ядро,
из которого исходят спиральные ветви, а вся система погружена в
сферическую галактическую корону, или гало, состоящее из тех же
звезд, но расположенных более редко, особенно у периферии. В гало
находятся преимущественно звезды старших поколений. Диаметр га¬
ло превосходит 120 тысяч световых лет. В ядре звёзды расположены
друг к другу очень близко, настолько близко, что при фотографиро¬
вании нейтральной части ядра отдельные звезды неразличимы. Яд¬
ро выглядит как одна исполинская звезда. Правда, ядро нашей Га¬
лактики недоступно для оптических средств наблюдения, так как его
«заслоняют» огромные облака космической пыли. Пробиться сквозь
13
них может только радиоизлучение. Зато подобные «ядра» можно на¬
блюдать в других галактиках, например в одной из самых близких
к нам — в туманности Андромеды, тоже спиральной галактике.
В недавнее время наблюдения межзвездного водорода на радио¬
волне длиной 21 см показали, что из ядра Галактики непрерывно вы¬
текает водород. Темпы истечения невысоки — примерно одна солнеч¬
ная масса (2ХЮ33 г) в год. Но Галактика существует миллиарды лет.
За этот срок из ядра на периферию могла переместиться материя в
количестве, достаточном для образования миллиардов звезд.
В связи с этим возникают сразу два вопроса: во-первых, какова
дальнейшая судьба исторгнутой ядром материи, а во-вторых, где она
размещалась до того, как покинула ядро (ведь ее очень много!).
На второй и самый интересный вопрос ответа мы пока не знаем.
Мы могли бы вовсе его отвести, допустив, что такое истечение —
лишь краткий эпизод в жизни Галактики. Но для спиральной Галак¬
тики в этом явлении, по-видимому, заключен движущей механизм
образования спиральных ветвей: вытекающий из вращающегося яд¬
ра водород, удаляясь от центра вращения, постепенно отстает от
ядра, и ветви его закручиваются в сторону, обратную вращению.
Оформление материи в струи, из которых образуется спиральный ру¬
кав, происходит, по-видимому, при участии магнитного поля Галак¬
тики. Это дает ответ на первый вопрос: вещество, вытекающее из
ядра, располагается спиральными витками, а впоследствии, сконден¬
сировавшись в звезды, обрисовывает спиральные рукава Галактики.
Ядра галактик интересны и в другом отношении — вместо посте¬
пенного и систематического истечения материи ядро может стать
центром выброса материи, которая находилась до этого внутри ядра
в неизвестном состоянии. В качестве примера можно привести га¬
лактику в созвездии Девы, известную у радиоастрономов под назва¬
нием Дева-А, — сильный источник радиоизлучения на метровом диа¬
пазоне. Она посылает на Землю почти такой же поток радиоизлуче¬
ния, как Телец-А, хотя расположена в 3—4 тысячи раз дальше. Это
означает, что истинная мощность источника Дева-А по крайней мере
в 10 миллионов раз больше, чем у Тельца-А. А ведь Телец-А —
Сверхновая! Что же более грандиозное, чем вспышка Сверхновой,
должно произойти, чтобы дать начало столь мощному радиоизлуче¬
нию? Этого мы еще не знаем. Но зато не сомневаемся в том, что
выбросы из ядра имеют к радиоизлучению прямое отношение: свет
источника поляризован так же, как и у Крабовидной туманности, а
поляризованный свет излучается при нетепловых процессах выделе¬
ния энергии. Здесь возможен тот же механизм, что и при излучении
Крабовидной туманности — сперва выброс электронов с колоссальной
скоростью, а затем торможение их в магнитном поле.
Когда идет речь об эволюционных процессах у звезд, мы можем
непосредственно наблюдать только катастрофические или быстрые
14
их этапы. Остальное дополняет теория. Гораздо сложнее обстоит дело
с изучением галактик. Их эволюция охватывает сроки несравненно
большие, чем эволюции отдельных звезд. Мы знаем очень мало о
том, как развиваются галактики, и пока еще не можем расположить
разнообразные их типы во временную последовательность, т. е. ска¬
зать, может ли одна форма превратиться в другую, и если да, то
какая из них старше, а какая младше.
Тем не менее горизонты современной астрономии весьма широки.
Радиус доступной нашему исследованию части Метагалактики, т. е.
всей совокупности галактик, составляет сейчас около 10 миллиардов
световых лет, и этот радиус непрерывно растет по мере совершенст¬
вования наблюдательных средств — оптических и радиотелескопов.
Обратимся теперь к предметам гораздо более близким, к нашему
«дому» — Солнечной системе, точнее — к планетам, ее составляющим.
Телескопы, а затем и всевозможные физические приборы, соединен¬
ные с ними, обогатили нас знанием множества фактов и явлений, от¬
носящихся к планетам.
Так, астрономы построили подробную карту Марса и узнали,
что он вращается вокруг оси почти так же, как и Земля,— с периодом,
всего на 40 минут 1872 секунд большим. Выяснилось, как располо¬
жена его ось вращения, и отсюда заключили, что на нем должна
происходить такая же смена времен года, как и на Земле. Это под¬
тверждают наблюдаемые на поверхности Марса изменения окраски,
которые можно приписать сезонным изменениям растительности. У
полюсов планеты видны белые полярные шапки, то разрастающиеся
зимой, то исчезающие летом. Измерена температура поверхности.
В экваториальной зоне летом она поднимается в полдень до + 20° С,
но за ночь понижается до —60° С. Астрофизики определили давле-
Состав излучения Венеры.
ние атмосферы у марсианской поверхности и нашли, что она весьма
разрежена - так же как на вершинах самых высоких земных гор,
а вР составе ее обнаружили только углекислый газ, очень нужный
для жизнедеятельности организмов. Но не нашли ни кислорода н -
обходимого для существования высших форм жизни ни воды, также
незаменимой для всех живых существ - от простейших до самых
сложных. Возможно, и кислород, и вода на Марсе есть, но их
держание в атмосфере и на поверхности весьма скудное.
Йе таки о Марсе мы знаем довольно много. Но вот о физической
природе Венеры до самого последнего времени не было правильных
представлений.
Венера отличается от Марса прежде всего тем, что
бы он” был сплошным и совершенно непроницаемым, jio
возможно.""поэтому о составлении карты Венеры пока не приходится
у нее очень
плотнаяГатмосфера и плотный облачный покров. Нельзя сказать, что-
бы он был сплошным и совершенно непроницаемым, но через малые
просветы в облаках увидеть что-либо определенное практически не¬
возможно. Поэтому о составлении карты Венеры пока не приходится
даже и мечтать. Лишь совсем недавно с помощью радиолокации уда¬
лось установить, что период вращения Венеры вокруг своей оси со¬
ставляет около 250 земных суток, а направление — противоположно
вращению планеты вокруг Солнца. Температура на верхней гра¬
нице облачного слоя Венеры была измерена несколько раз и ока¬
16
залась равной примерно —35° С как ночью, так и днем. Такой ре¬
зультат совершенно понятен, если вспомнить, что на Земле, у самых
высоких облаков, температура близка к —60° и в дневное и в ночное
время, зимой и летом. . Исходя из этих данных, полагали, что по¬
верхность Венеры имеет температуру от +40 до +70° С, но опреде¬
лить эту температуру с помощью астрономических наблюдений не¬
возможно, так как для этого нужно измерить тепловое инфракрасное
излучение, исходящее из самой поверхности планеты, а оно не мо¬
жет пробиться через атмосферу и облачный слой.
Задача была решена с помощью радиоволн сантиметрового и мил¬
лиметрового диапазонов, которые свободно проходят сквозь обла¬
ка. За последние годы многократно измерялась интенсивность
радиоизлучения Венеры. При этом выяснилось, что температура по¬
верхности планеты достигает на дневной стороне +300° С и выше! Та¬
кого результата никто не ожидал; измерения повторялись, но данные
были все те же — поверхность Венеры весьма горяча. Правда, на
миллиметровых волнах температура получается ниже, но это можно
объяснить тем, что атмосфера Венеры частично поглощает волны
этой длины. Однако можно сделать и противоположное допущение,
предположив, что атмосфера Венеры прозрачна для миллиметровых
волн и что они-то как раз показывают истинную температуру поверх¬
ности — около + 70° С, а более длинные волны сантиметрового диа¬
пазона испускаются электронами ионосферы планеты со скоростями
движения, соответствующими высокой температуре. Эта так назы¬
ваемая «ионосферная» модель для температурного режима Венеры
превосходно отвечала бы всем нашим ожиданиям, но она требует та-
%
РАДИОЛОКАЦИЯ ПЛАНЕТ
После успешно проведенных в Советском Союзе и США опытов по
радиолокационному изучению Венеры были предприняты попытки получить
радиоэхо и от некоторых других членов Солнечной системы. В Советском
Союзе была проведена радиолокация Меркурия, а в Соединенных Шта¬
тах — Марса.
Локация Меркурия проводилась Институтом радиоэлектроники АН СССР
и рядом других организаций. Расстояние между Меркурием и Землей во
время измерений (июнь 1962 г.) составляло 83—88 млн. км, что соответство¬
вало более чем десятиминутной задержке сигнала. Передаваемый сигнал
имел вид чередующихся телеграфных посылок. При этих экспери¬
ментах, так же как и при радиолокации Венеры, была измерена величина
т -.к
4же к
кой высокой плотности электронов в ионосфере, которую почти не¬
возможно допустить, так как непонятно, чем она может быть вызвана.
Если же вернуться к первому заключению — что температура по¬
верхности Венеры очень высока, то непонятно другое: что именно
задерживает тепловое излучение планеты, что играет роль того «оде¬
яла», которое свободно пропускает к поверхности нагревающие лучи
Солнца и не пропускает обратно в космическое пространство тепло¬
вые лучи самой планеты? При таком тепловом режиме водоемы, если
они есть на Венере, должны выкипать даже при очень высоких дав¬
лениях. А нужно сказать, что для возможного перепада температуры
от — 36° С у верхней границы облаков до 4- 300° С у поверхности не¬
обходимо, чтобы расстояние между ними было значительным, т. е.
атмосфера должна простираться на большую высоту, а следователь¬
но, и давление у ее основания будет достигать доброго десятка ат¬
мосфер.
«Одеялом», удерживающим планету от охлаждения, мог бы слу¬
жить углекислый газ, которого на Венере очень много — в сотню раз
больше, чем в земной атмосфере. Но, как показывают наблюдения,
способность углекислого газа задерживать планетное тепло невелика.
Более эффективна вода. Водяные пары могут очень сильно препят¬
ствовать уходу планетного тепла в мировое пространство. Однако
водяные пары в атмосфере Венеры с достоверностью не обнаружены.
И мы все еще не знаем, почему Венера так «горяча», если только она
действительно горяча.
За последние годы, после блестящего прорыва в космическое
пространство с помощью искусственных спутников Земли и кос¬
мических ракет, человечество получило возможность непосредствен¬
ного исследования планет Солнечной системы с помощью специаль¬
ных ракет, посылаемых в сторону той или иной планеты. По пути
научное оборудование ракеты осуществляет изучение межпланетного
астрономической единицы. Данные обоих экспериментов совпадают. Было
также установлено, что по отражательным свойствам поверхность Меркурия
сходна с поверхностью Луны.
Радиолокация Марса была проведена Лабораторией реактивных двига¬
телей Калифорнийского технологического института. Первый контакт с пла¬
нетой был установлен в конце января 1963 г. Минимальное расстояние
между Землей и Марсом в 99 млн. км, соответствующее задержке сигнала
более чем на И минут, было 3 февраля 1963 г. На поверхность планеты па¬
дал сигнал мощностью 1 вт, а в приемную антенну поступала мощность
10-21 вт. Предварительный анализ результатов показывает, что Марс отра¬
жает радиоволны лучше, чем Луна, но хуже Венеры. Кроме того, можно
сделать вывод, что поверхность планеты неоднородна по отношению к от¬
ражению радиоволн — она имеет шероховатые и гладкие участки.
18
пространства, а в непосредственной близости к планете включается
аппаратура для фотографирования, радиообследования поверхно¬
сти и других задач. Если ракета предназначена для посадки на пла~
нету, ее можно оборудовать приборами для измерения температуры
и давления, а также для химических анализов в атмосфере и на по¬
верхности планеты.
Сейчас средства радиосвязи настолько совершенны, что они могут
передать разностороннюю информацию с космической лаборатории
на Землю при расстоянии до 200 миллионов километров. Успешное
применение подобного метода позволило советским ученым сфото¬
графировать обратную сторону Луны. Менее удачной была попытка
исследовать Венеру с близкого расстояния при помощи американского
космического корабля «Маринер-П». Из-за того, что на корабле функ¬
ционировали не все приборы, измерения температуры Венеры опять
не дали однозначного и свободного от сомнений ответа.
Хотя выше и говорилось о высокой степени изученности Марса, в
целом мы знаем о нем все же немного. И лишь запуск на Марс раке¬
ты-лаборатории принесет нам точные данные о многих физических
процессах на этой планете, о строении ее поверхности, о существова¬
нии живых организмов. Пока что космическая ракета «Маринер-IV»
уже сфотографировала Марс с близкого расстояния. Переданные от¬
туда на Землю, на расстояние 220 млн. км, изображения планеты по¬
казали нам, что поверхность Марса, подобно поверхности Луны, со¬
держит многочисленные кольцевые горы типа цирков или кратеров. А
дальше на очереди — проблема исследований Юпитера, Сатурна и
других более дальних планет.
Мы рассмотрели только три области современной астрофизики и
показали успехи каждой из них и нерешенные проблемы. Для науки
нет ничего позорного в том, что она не может сразу ответить на все
вопросы, которые ставит или может поставить перед ней мыслящий
человек. Нерешенные проблемы прежде всего говорят о том, что
наука не мертва, что ей есть куда расти и развиваться!
Б. А. ВОРОНЦОВ-ВЕЛЬЯМИНОВ,
профессор, член-корреспондент АПН РСФСР
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ГАЛАКТИК
Человек постоянно расширяет границы познания форм и законов
взаимодействия материи. Он начал с изучения непосредственно
влХемТх Объектов и явлений и постепенно углубился в микромир,
с одной стороны, и в макромир — с другой.
В процессе изучения микромира выяснилось, что на определе
ных ступенях, связанных с размерами изучаемых систем, проявляют¬
ся новые для нас свойства вещества, новые силы, новые формы
взаимодействия, новые последствия этих взаимодействии. Например,
сила тяжести как проявление всемирного тяготения существует
здесь но на определенной грани большую роль начинают играть сил
молекулярного сцепления. Примеры этого бесчисленны и хорошо зна¬
комы Вода выливается из опрокинутого ведра, но капля жидкости
висит на конце пипетки. Еще более мелкие капли могут плавать взве¬
шенными в воздухе, а сам воздух и вообще газ не оседает на землю,
а стремится расшириться. „
В научных исследованиях распространен метод аналогии и экстра¬
поляции уже знакомых законов на явления еще мало изученные.
Излучение энергии атомом трактовалось как процессы в «классиче¬
ском осцилляторе». Затем в моделях Бора и Зоммерфельда атомы
20
были представлены как подобия планетных систем. Это представле¬
ние потом также совершенно изменилось. В ядрах атомов мы встре¬
тились еще с одним новым типом сил — ядерными силами, с целым
миром различных «элементарных» частиц и с их чудесными «пре¬
вращениями». В мире «элементарных» процессов мы столкнулись с
неожиданными фактами квантования энергии и волновых свойств
электронов. Все это, как известно, трудно себе представить, так как
мы не видим ничего подобного в непосредственной близости, в мире
более крупных систем, привычных нам.
При этом надо подчеркнуть два обстоятельства. Во-первых, новые
закономерности вступают в силу иногда уже при небольшом изме¬
нении порядка размеров системы. Например, различие размеров жи¬
вых систем, таких, как человек и многие животные (102 см), с их
биологическими законами и молекул (10 8 см) с их молекулярными
силами составляет 10 порядков. В то же время различие поряДков
размеров молекул и атомных ядер (10~13 см) с их внутриядерными
силами и законами составляет только 5 порядков. Во-вторых, невоз¬
можно было заранее предвидеть, при каких размерах систем в микро¬
мире вступят в силу новые соотношения и каковы именно они бу¬
дут. Ни квантовые процессы, ни волновые свойства электронов нель¬
зя было предвидеть на основании
явлений, наблюдаемых, скажем, в
море, в горах или в биологических
процессах.
Напомним еще, что от разме¬
ров своей системы (порядка 102 см)
человек «дошел» при изучении
микромира до систем на 15 по¬
рядков более мелких и на этом
пути встретил несколько групп
явлений совершенно разнород¬
ных: явления геологического и
геофизического порядка, явления
биологические, молекулярные,
атомные, внутриядерные и т. д.
Обратимся теперь к макромиру,
где человек «дошел» до систем га¬
лактик, которые больше, чем он
сам, на 20—21 порядок. С какими
же соотношениями и свойствами
встретился он здесь?
«Шагнув» от Земли к планетной
системе, человек обнаружил гла¬
венствующее положение закона
тяготения. Взаимодействие между
планетами практически состоит только во взаимном тяготении и выте¬
кающих из него явлениях, таких, например, как приливы. Энергия же,
получаемая от Солнца, существенна только для наружных частей
Земли — атмосферы, океана, поверхности планеты.
В обращении двойных или тройных звезд, по-видимому, также
проявляется закон тяготения, который мы гордо назвали всемирным
и до сих пор безоговорочно распространяли на все явления внутр
галактик и на взаимодействия между галактикам^.
Между тем, в сущности говоря, дальше двойных, в крайнем слу-
чае кратных звезд закон тяготения не проверен. Уже для систем
рассеянных скоплений, состоящих из нескольких десятков звезд, мы
не располагаем на этот счет какими-либо данными. Конечно, силь
тяготения действуют и между звездами скоплении, но не имеем
никаких доказательств того, что здесь не появляются и какие ли
другие формы взаимодействия, по своей значимости сравнимые с тя¬
готением. При попытке выяснить это мы встречаемся с серьезным
затруднением, таким же, с каким встречается космогония. Физик
может наблюдать процессы, помогающие ему вскрыть действующие
силы и законы, может ставить эксперименты. В классической астро¬
номии мы наблюдаем движение тел по орбитам, чередование при¬
ливов Между тем, орбит звезд в скоплениях, а тем более в галакти¬
ках, мы не наблюдаем, а для скоплений располагаем, в лучшем слу¬
чае только знанием мгновенных скоростей звезд, притом чаще всего
только вдоль луча зрения. О движениях же звезд большинства га¬
лактик мы и вовсе ничего не знаем.
Желая составить представление о происхождении, развитии и вз -
имодействии звездных систем, к ним обычно применяют различные
представления и теории, заимствованные из области, относящейся
к Солнечной системе и даже из области микромира. Так, существует
трактовка гигантских звездных коллективов как собрании притяги
вающихся материальных точек, т. е. принимается, что общие свойства
системы зависят только от взаимного тяготения ее точек. Часто про¬
водят аналогию между звездными системами и газом. Звезды упо¬
добляют молекулам, а столкновения последних — близким пР°™Ае‘
ниям звезд друг подле друга, ведущим к перераспределению энерги
между ними. Одни исходят из предположения, что в таком звез^юм
газе нет вязкости, другие, наоборот, полагают, что она есть. Част
вводятся упрощения в виде предположений об однородной плотно
сти систем Форму и эволюцию галактик иногда представляют как
результат процессов в звездной массе, отождествляемой с жидкостью,
даже несжимаемой, и рассматривают теоретически распространение
в ней волн, в частности даже стоячих волн.
Проверить все это трудно. Ссылки на наблюдаемые формы зве д
ных систем (а не на явления как процессы, которых мы не просле¬
живаем) недостаточно надежны. Известно, что часто в одном и том
22
же факте находят подтверждение самые различные теории. И это
естественно, так как, с одной стороны, к одинаковым следствиям
могут приводить разные процессы, а с другой — и самый факт нам
известен обычно слишком поверхностно. Например, скопление горя¬
чих звезд NGC-2244 окружено кольцевидной туманностью, в сере¬
дине которой небо темное. Это можно трактовать по-разному: 1) звез¬
ды сгустились из газа в центре, где он был плотнее, и его там не
осталось; 2) звезды случайно вошли в туманность и всосади в себя
ее газ (явление аккреции); 3) звезды выбросили из себя газ, и «мы
видим» его удаляющимся от них; 4) звезды, возникнув из космиче¬
ской пыли и метеоритов или чего-то другого, световым давлением
или нагреванием отгоняют от себя газ; 5) и звезды, и газ возникли
здесь одновременно, независимо друг от друга и чего-то третьего;
6) звезды так изменили физические условия вокруг себя, что газ там
хотя и есть, но оптическими приборами не обнаруживается.
Как видим, один и тот же факт можно использовать как «под¬
тверждение наблюдениями» самых различных теорий и гипотез.
Вернемся еще раз к роли закона тяготения. Мы убедились, что
вопреки ему хвосты комет направлены прочь от Солнца. Закон тяго¬
тения как будто нарушен. Многие читатели могут сказать, что, на
наше счастье, было предсказано существование давления света на
мелкие частицы и молекулы и что Лебедеву удалось подтвердить это
на опыте и объяснить тем самым поведение кометных хвостов.
Но до открытия давления света, когда учитывалось одно лишь 1
тяготение, поведение кометных хвостов было загадочным. Приписы¬
вать же это непонятное поведение тяготению было бы простым
упрямством. (Заметим, что теперь выяснена недостаточность и свето¬
вого давления для объяснения быстрых движений в хвостах комет,
и в чем тут дело, мы еще не знаем.)
Объяснение происхождения спиральных галактик до сих пор нель¬
зя считать удовлетворительным. За последнее время открыты новые,
весьма загадочные факты. В ядрах многих галактик обнаружено
растекание газа, идущее от центра со скоростями в десятки и тысячи
километров в секунду. Растекается и нейтральный и ионизованный
газ. Но в таком случае, откуда и каким образом он пополняется?
Почему при таких больших скоростях он не вытек давным-давно?
Обратимся теперь к системам, названным взаимодействующими
галактиками.
Еще Гершель и Росс описали и зарисовали туманные пятна, соеди¬
ненные перемычками или обладающие двойными ядрами. Но тогда
была спорной природа всех туманностей вообще, и это было отме¬
чено лишь как любопытный факт.
Позднее были обнаружены галактики загадочной формы — га¬
лактики, соединенные перемычками. Однако только в последнее де¬
сятилетие Цвикки в США привлек к ним внимание и описал еще
23
Взаимодействие галактик.
несколько систем подобного рода. Различные длинные придатки у
галактик и перемычки между ними он рассматривает как межгал -
• тическое вещество. Они его интересуют как подтверждение того что
пространство между галактиками не пусто и что средняя плотность
вещества в нем выше, чем обычно принимается, если учитывать мас-
СУС°Тр^^ обнаружил у Большого Магелланова
облака слабо светящийся придаток, обращенный » JP0™’
воположную Галактике. Он назвал его противоприливным выступом^
Приливным и антиприливным образованиями Цвикки называет и
выступы, наблюдаемые в некоторых парах гаДа™; , Если
Наше внимание и удивление вызвали следующие факты* ьсл
идущий прочь от Галактики придаток —или хвост у Магелла
облака существует вне всяких сомнении, то существование пере
мычки, связывающей Магелланово облако с Гала^т“^ ИЛИ
ступа в её сторону («приливного») не было доказано. Также и у п р
Хктик списанных Цвикки, наблюдались яркие хвосты, а "прилив-
ные» выступы и перемычки были слабы или вовсе отсутствовали.
Это показалось нам странным, так как ясно, что в случае при
ливов, вызванных силами тяготения, передний прилив не ™°*ет бы
меньше заднего, а при близком расстоянии тел должно наблюдаться
даже обратное явление. „
Когда обсерватория Маунт-Паломар выпустила свои замечатель¬
ный фотографический атлас неба с изображениями объектов до 21-и
величины мы приступили к систематическому исследованию приве¬
24
денных в нем звездных систем. Это исследование выявило по край¬
ней мере полтысячи галактик, названных нами взаимодействующими.
Изучение этих галактик показывает, что многие из них могли возник¬
нуть только совместно, а не в результате случайной встречи или
столкновения. Различные формы наблюдаемого у них взаимодействия
показывают с полной несомненностью, что хотя взаимное тяготение
между ними и существует, но видимые следы взаимодействия не¬
объяснимы гравитационными приливными явлениями. В этом взаимо¬
действии проявляются какие-то свойства галактик, больше напоми¬
нающие свойства газа в магнитном поле (тоже еще, впрочем, не¬
достаточно изученные), но вероятно, проявляются и свойства совер¬
шенно новые, нам еще не известные.
Таким образом, вполне возможно, что в макромире впервые обна¬
руживаются какие-то качественно новые свойства и формы взаимо¬
действия крупных систем, которые проявляют себя наряду с тяго¬
тением, а в некоторых отношениях, может быть, и преобладают
над ним.
Взаимодействующими мы назвали такие пары галактик, или крат¬
ные галактики, у которых наблюдаются явные искажения нормальной
формы, какие-либо аномальные придатки (обычно в виде хво¬
стов), или которые соединены друг с другом перемычками. К взаи¬
модействующим мы относим галактики и в том случае, если две
или более галактик погружены в общий светящийся туман, окутаны
как бы общей атмосферой. Мы говорим здесь о видимых явлениях,
но если бы у нас были более подробные сведения о невидимом,
несветящемся нейтральном водороде, то процент взаимодействующих
галактик можно было бы значительно повысить. Так, недавно обна¬
ружено, что видимые отдельно друг от друга две галактики непра¬
вильного типа — Большое и Малое Магеллановы облака — погружены
в общую водородную атмосферу. Это открытие было сделано по
радионаблюдениям, так как нейтральный водород излучает радиоли¬
нию на волне 21 см.
Мало того, есть основания полагать, что в общее водородное обла¬
ко погружены не только Магеллановы облака, но и наша Галактика,
спутниками которой они являются и которая отстоит от них гораздо
дальше, чем они друг от друга. Радионаблюдения свидетельствуют
также, что тонкий слой диффузной газовой материи в нашей Галак¬
тике, который расположен в плоскости галактического экватора, при¬
поднят в стороне Магеллановых облаков и настолько же опущен
в противоположной. Такой же перекос слоя диффузной материи, на
этот раз пылевой, обнаружен нами у некоторых галактик. Он, не¬
сомненно, вызван воздействием их соседок. Ограничиваясь только
МОЖНО ЛИ УВИДЕТЬ ПРОШЛОЕ?
Нет, не в кадрах кинохроники, фотографиях или на картинах худож¬
ников. Увидеть непосредственно, своими глазами то, что происходило когда-
то, давным-давно минуло, что случилось многие годы, а может быть, сотни
и тысячи лет. назад...
В обычной жизни мы видим происходящие вокруг нас события в тот
самый момент, когда они действительно совершаются. Что же касается со¬
бытий минувших времен, то мы судим о них по историческим находкам,
летописям, сохранившимся свидетельствам очевидцев. Прошедшее оставило
свой след, но само ушло безвозвратно.
И все же есть один случай, когда прошлое можно увидеть непосредст¬
венно. Выйдем на улицу в ясную ночь и посмотрим на небо. Над нашими
головами в бездонной черноте Вселенной раскинулась серебристая россыпь
звезд. Каждую из них мы видим тогда, когда излученный ею свет падает
в наш глаз. Но лучи света распространяются не мгновенно, а хотя и с
очень большой, но все-таки конечной скоростью. Скорость эта, как известно1
26
случаями непосредственно видимого взаимодействия, мы все же обна¬
ружили их в количестве около 5% от общего числа галактик. Столь
высокий процент уже сам по себе говорит, что подобные системы
не могут быть следствием случайных встреч галактик и что они
образовались совместно. Одним из ярких свидетельств негравита¬
ционной природы таких взаимодействий является то, что в ряде слу¬
чаев очень близкие друг к другу члены пары не обнаруживают иска¬
жения форм, а в других случаях искажения видны при огромных
расстояниях между галактиками. Обычно расстояния между взаимо¬
действующими галактиками меньше, чем их видимые размеры.
Наиболее распространенным случаем взаимного влияния оказыва¬
ется наличие хвостов, иногда весьма узких и длинных, превышаю¬
щих даже диаметр самой галактики и направленных в противополож¬
ную сторону от возмущающей системы. Так как при этом перемычка,
соединяющая галактики, часто менее ярка и бывает короче или сов¬
сем отсутствует, то в этом наблюдается подобие своеобразного «от¬
талкивания» части вещества галактик.
Перемычки между галактиками иногда в несколько раз превы¬
шают диаметр самих галактик, и в то же время толщина их в де¬
сятки раз меньше их длины. Ясно, что такие образования, как и хво¬
сты, не имеют ничего общего с обычными приливами, которые могли
бы образовать лишь короткие конусообразные выступы, более яркие
к основанию, где материи больше.
Еще более потрясающим фактом, опровергающим приливную при¬
роду описываемых возмущений формы галактик, является существо¬
вание обнаруженных нами двойных перемычек. Две галактики сое¬
диняются друг с другом двумя более или менее тонкими волокнами.
Из них часто одно волокно прямое, другое же изогнуто. Каким
составляет около 300 тыс. км в секунду. Подобной скорости достаточно,
чтобы в течение одной секунды семь с половиной раз обежать вокруг на¬
шей планеты.
Вот почему в обычных земных условиях световые лучи доставляют нам
сведения о происходящих вокруг нас событиях практически мгновенно. Но
уже межпланетные расстояния в пределах нашей Солнечной системы луч
света преодолевает за довольно ощутимые промежутки времени. Чтобы до¬
стичь поверхности Земли, солнечный луч тратит 8 минут 18 секунд. Это
означает, что, глядя на Солнце, мы фактически видим его не таким, каким
оно является в момент наблюдения, а таким, каким оно было за 8 минут
18 секунд до этого.
Особенно ощутимым становится запаздывание в поступлении световых
лучей в тех случаях, когда мы имеем дело с межзвездными расстояниями.
Возьмем для примера одну из ближайших к нам звезд — Вегу. Она находится
на расстоянии 27 световых лет от Земли.
27
образом возникновение подобных перемычек могло бы явиться ре¬
зультатом действия приливных сил?
Крайне интересно и важно, что в ряде случаев, но далеко не всег¬
да, перемычка служит в то же время одной из спиральных ветвей
той или другой галактики в паре. Лучшим образцом таких систем
можно считать общеизвестную близкую к нам пару галактик в со¬
звездии Гончих Псов NGC 5194-5. Большая спиральная галактика
простерла одну из своих спиральных ветвей до упора в меньшую
галактику. До сих пор считалось, что последняя случайно проекти¬
руется на конец спиральной ветви. Но мы нашли целый ряд подоб¬
ных систем, в которых галактика-спутник иногда бывает галактикой
какого-нибудь другого типа. При этом важно отметить, что у боль¬
шой галактики NGC 5194-5 спиральная ветвь (не в пример второй
ветви), втекающая в галактику-спутник, распрямлена. Такое же вы¬
прямление спиральной ветви часто наблюдается и у других систем
этого типа. В иных случаях мы видим две галактики отдельно друг
от друга, но спиральная ветвь одной из них тянется к соседней и тоже
распрямляется. Часто она удлинена. Несомненно, что здесь имеет ме¬
сто либо постепенное вытягивание к спутнику, либо, наоборот, по¬
следствие разрыва этой ветви, ранее их соединявшей.
У некоторых пар в перемычках мы обнаружили голубые сгустки,
несомненно аналогичные таковым в спиральных ветвях галактик позд¬
них типов и состоящие из горячих звезд. Сопоставление этого факта
с галактиками типа NGC 5194-5 свидетельствует о том, что пере¬
мычки и хвосты у галактик состоят из того же, из чего состоят спи¬
ральные ветви, т. е. в основном из горячих звезд. Есть здесь и газ,
масса и свечение которого играют, однако, второстепенную роль. К
такому же выводу пришли одновременно и американские ученые
Цвикки и Карпентер, исходя из спектральных наблюдений. Линии
излучения газа были обнаружены лишь в некоторых перемычках.
Следовательно, эту звезду мы видим такой, какой она была 27 лет на¬
зад. Если бы с Вегой случилась какая-нибудь неожиданная катастрофа, в
результате которой она вовсе перестала бы существовать, мы, находясь на
Земле, все равно продолжали бы видеть эту, фактически несуществующую
звезду еще на протяжении 27 последующих лет. И только через 27 лет мы
бы увидели то, что произошло с Вегой сегодня. Всем известную Полярную
звезду мы видим такой, какой она была 600 лет назад, а другие звезды та¬
кими, какими они были тысячи и десятки тысяч лет назад.
В еще более глубоком прошлом находятся гигантские звездные системы
Галактики. Так, например, знаменитую туманность Андромеды мы видим
такой, какой она была около миллиона лет назад.
Таким образом, астроному, изучающему далекие небесные светила, при¬
ходится иметь дело с объектами, которые не только удалены от нас на раз¬
ные расстояния, но которые находятся и в различном «прошлом».
28
Взаимодействующие галактики
Щ в созвездии Гончих Псов.
Вместе с тем сходство состава перемычек и хвостов с составом
спиральных ветвей говорит о сходных условиях их образования. По¬
пытки объяснения спиральных ветвей чисто механическими причи¬
нами, например свойствами орбит отдельных звезд или сочетанием
явлений приливов и вращения, оказались безуспешными. В последние
годы выдвигалась идея, что газовая спиральная ветвь может быть
устойчивой при наличии определенного магнитного поля в плоскости
галактики. Но ведь спиральные ветви состоят в основном из звезд,
а газ составляет в них по массе десятую долю и меньше. Это пы¬
таются объяснить тем, что некогда каким-то образом возникла устой¬
чивая газовая спиральная ветвь, а ее газ постепенно конденсируется
в горячие гигантские звезды, которые своим расположением и обри¬
совывают видимую спиральную ветвь. Но в таком случае трудно ожи¬
дать, чтобы спиральные ветви имели примерно такой же возраст,
как сами галактики, а между тем это так и есть. Если бы спираль¬
ные ветви были кратковременным образованием, мы не могли бы
наблюдать их одновременно и у ближайших галактик и у тех, кото¬
рые мы видим такими, какими они были миллиарды лет назад. Иначе
следовало бы допустить, что образование спиралей началось на пе¬
риферии видимой нам сферы Метагалактики и лишь недавно прои¬
зошло вблизи нас. Это был бы своеобразный геоцентризм.
Таким образом, приходится допустить, что у спиральных ветвей
и других образований, состоящих из множества звезд, существует
непонятная нам вязкость, делающая их устойчивыми. К выводу о
большой вязкости внутри галактик пришел и Цвикки, изучая обна¬
руженные им системы кратных галактик. В пользу этого мнения мы
можем привести еще два довода. Перемычки и хвосты наблюдаются
и у эллиптических галактик, крайне бедных газом и являющихся,
как полагают, очень старыми системами. Кроме того, мы привели в
свое время целый ряд доводов в пользу того, что галактики в преде¬
лах их спиральной структуры должны вращаться, как твердое тело,
29
и, следовательно, обладать большой вязкостью, которую трудно объ¬
яснить силами тяготения между их звездами.
Большой интерес представляют также группы галактик, назван¬
ные «семействами» или «гнездами». От обычных групп они отлича¬
ются тем, что в них галактики находятся в тесном контакте и часто
погружены в общий туман, состоящий из звезд. В этих группах от¬
дельные галактики находятся во взаимодействии такого типа, как это
было описано выше. Замечательно, однако, что некоторые галактики
в гнездах не реагируют на тесное соседство с остальными, что еще
раз подчеркивает негравитационную природу таких взаимодействий.
Как в гнездах, так и в парах галактик встречаются галактики,
проникшие друг в друга. Среди 500 обнаруженных нами взаимодейст¬
вующих галактик только несколько могут быть отождествлены с ра¬
диоисточниками .
Подготовленная нами первая часть атласа и каталога взаимодейст¬
вующих галактик лишь сравнительно недавно вышла в свет, и потому
они еще не могли быть подвергнуты более детальному изучению на
обсерваториях, обладающих мощными телескопами. Однако, восполь¬
зовавшись нашей рекомендацией, американские астрономы супруги
Бербидж на двухметровом телескопе получили фотографии некото¬
рых обнаруженных нами интересных типов галактик. Эти фотографии
крупного масштаба раскрывают подробности структуры гнезд. Спек¬
тральному изучению супруги Бербидж успели подвергнуть только
гнездо NGC 2444-5. Оказалось, что все его галактики имеют почти
одинаковое красное смещение — около 4000 км.1сек и малое различие
скоростей.
Ясно, что это единая физическая система. Самый яркий член
гнезда — сильно деформированная взаимодействием эллиптическая
галактика. Из остальных сгустков в гнезде некоторые дают слабый
• •••••••
ОЧЕНЬ МАЛЕНЬКАЯ ДВИЖУЩАЯСЯ ТУМАННОСТЬ
Недавно во время проверки фотографий области неба в скоплении
Гиад, которые были сделаны при помощи 48-дюймового телескопа обсерва¬
тории Маунт-Паломар (США), был открыт весьма необычный объект. Он
представляет собой очень слабую красную звезду, погруженную в неболь¬
шую туманность. И звезда и туманность весьма быстро движутся в юго-за¬
падном направлении. Так как этот объект проектируется на большое тем¬
ное облако, которое является частью непрозрачного комплекса в созвездии
Тельца, то звезда должна быть сравнительно близким к Солнцу красным
карликом.
30
непрерывный спектр с яркими линиями, характерными для очень
разреженного и ионизованного газа. Другие сгустки в красной части
спектра дают чисто газовый спектр.
В настоящее время наиболее вероятным можно считать, что уве¬
личение красного смещения с расстоянием составляет 100 км/сек на
миллион парсек. С точки зрения этих данных, расстояние до гнезда
NGC 2444-5 равняется примерно 53 миллионам парсек, или 170 мил¬
лионам световых лет. Наибольшее протяжение гнезда с севера на
юг составляет около 180 тысяч световых лет — это больше попереч¬
ника нашей гигантской Галактики и во много раз больше размера
средних галактик.
Размеры отдельных сгустков, изученных Бербиджами, доходят до
тысяч парсек, т. е. сравнимы с галактиками среднего размера. Но
это только центральные части входящих в гнездо систем, так как из
этих сгустков исходят менее яркие струи явно спиралевидной
формы.
Известно, что содержание светящегося газа и газа вообще растет
от галактик типа Sa к галактикам типа Sc и достигает максимума в
галактиках неправильного типа.
Однако и в этих последних свечение обусловлено в основном
звездами, а излучение газа незначительно. Правда, когда свет такой
галактики растягивается в спектр, яркие линии бывают весьма за¬
метны. Причина этого та же, что и в случае наблюдения солнечных
протуберанцев в спектроскоп. Свет звезд распределяется по большой
площади непрерывного спектра, а свет газа распределяется лишь
на излучение ярких линий. ЧВ данном случае газа в сгустках
31
NGC 2444-5, несомненно, гораздо больше, чем в известных до сих
пор галактиках неправильного типа. Быть может, даже основное
излучение производится здесь именно газом. В таком случае перед
нами будут системы нового, неизвестного ранее типа. Основную их
массу составляет ионизованный газ, а размеры и массы этих сис¬
тем такие же, как у довольно крупных галактик. Горячие звезды,
которые ионизируют этот газ и вызывают его свечение, должны быть
многочисленными, однако их роль второстепенна.
Соблазнительно было бы считать эти газовые спирали молодой
стадией образования обычных звездных спиральных галактик. Но
из ионизованного, т. е. горячего газа звезды конденсироваться не
могут.
К тому же вывод о том, что основное излучение описанных выше
систем производится газом, требует еще подтверждения количествен¬
ными измерениями в фиолетовой области спектра.
Во всяком случае факт нахождения в одном гнезде эллиптической
галактики и галактик, хотя бы и звездных, но исключительно бога¬
тых ионизованным газом,— факт совершенно новый, имеющий гро¬
мадное значение для космогонии.
Мы видим, к каким новым и многообещающим выводам ведет
систематическое изучение взаимодействующих галактик.
С. Б. ПИКЕЛЬНЕР,
профессор, доктор физ.-мат. наук
МЕЖЗВЕЗДНЫЙ
ГАЗ
Межзвездный газ составляет значительную часть вещества галак¬
тик. По мере введения новых методов наблюдений обнаруживались
все новые формы, в которых он встречается.
Светящиеся туманности
Раньше всего были известны эмиссионные туманности — светлые
объекты, спектр которых состоит из ярких линий водорода и неко¬
торых других линий на фоне слабого непрерывного спектра. Эмис¬
сионные туманности делятся на планетарные и диффузные. У пер¬
вых, имеющих вид круглых дисков или колец, в центре находится
слабая, но очень горячая звезда. Вторые, значительно большие, имеют
сравнительно неправильную форму и связаны обычно с горячими
звездами спектральных классов О и ВО. Эти звезды, так же как и
ядра планетарных туманностей, служат источником энергии свече¬
ния туманностей. Их ультрафиолетовое излучение ионизует водород,
причем оторванные электроны обладают значительной энергией. Раз¬
работка физической теории свечения туманностей позволила опреде¬
лить физические условия в них. Температура большинства туманно-
33
Волокнистая туманность в созвез¬
дии Лебедя.
= 7 0П0—15 000°С В 1 см® обычных диффузных
;= 1ToJoB туманностей" составляет водород. 10% -
гелий Остальные элементы.7 прежде всего кислород, азот, углерод,
составляют вместе только долю процента ТЫСЯчи раз превы-
да. Диффузные внутри одной'туманности может
приходится выражать в парсе & диффузных туманностей
находиться много звезд. иа- ™vuaqx она достигает сотен
сравнима с массой С^"ца^° во оложенЬ1 на больших рас-
и тысяч солнечных масс. Ту^ rnfnKvnHocTH очень малую часть
стояниях друг от друга, занимая что в межзвездном прост -
объема Галактики. Можно было ожидать *то Днаоужения которого
ранстве имеется более РазР^™^™ ' Специальный спектрограф,
требуются более чувствитель п зволил обнаружить во мно-
называемый линии водорода и ионизованно-
гих участках Млечного Пут излучаться яркие линии, водород
1Джен на"од^”ся в ионизованном состоянии, поэтому светящиеся
пачпза Ч 08 ’ 1018 см или около 3 свето-
* Парсек — единица длины, равная ЗД)«
вых лет.
34
водородные поля часто называют зонами НИ. Температура зон НИ
также близка к 10 000° С, плотность — около 10 частиц в 1 см3. Зоны
эти довольно протяженны (5—20 парсек), однако расстояния между
ними значительно больше, так что даже в Млечном Пути водородные
поля занимают около 1 % всего объема. Применение более чувстви¬
тельных приемников радиации и спектрографов с большей диспер¬
сией позволило обнаружить еще более слабые водородные поля, так
что теперь можно найти свечение почти в любом участке Млечного
Пути. Вдали от него диффузных туманностей почти нет, а водород¬
ные поля встречаются только около очень близких к нам горячих
звезд. Следовательно, ионизованный водород расположен в сравни¬
тельно тонком слое около плоскости Галактики. Толщина этого слоя
около 200 парсек, в то время как диаметр превышает 25 тысяч парсек.
Межзвездные линии поглощения
Отсутствие свечения вдали от плоскости Галактики еще не озна¬
чает, что там вообще нет газа. Хотя Галактика имеет форму сплюс¬
нутого эллипсоида вращения с толщиной лишь немногим менее 10 ты¬
сяч парсек, горячие яркие звезды расположены только в тонком слое
вблизи плоскости Галактики. Поэтому если бы вдали от этой плос¬
кости и был газ, его все равно нельзя было бы увидеть, так как он
находился бы там в неионизованном состоянии. Нейтральный водо-
Темная туманность з созвездии
■ Стрельца.
род не дает линий излучения, так как в нем не происходит рекомби¬
наций. Поскольку электронов мало и энергия их низка, то видимые
линии других ионов электронными ударами также не возбуждаются.
При таких условиях атомы находятся в самых нижних энергетиче¬
ских состояниях; они не излучают свет, но зато могут поглощать
кванты соответствующих длин волн. Следовательно, они могут обра¬
зовывать линии поглощения в спектрах звезд.
Межзвездные линии поглощения натрия, ионизованного кальция
и некоторых других атомов и молекул действительно были обнару¬
жены в спектрах горячих звезд. Холодные звезды менее удобны для
подобных наблюдений, так как в их спектрах много линий, в том
числе указанных элементов, и они маскируют межзвездные линии.
Кроме того, горячие звезды ярче и видны на больших расстояниях,
так что свет их проходит большую толщу газа. Характерная особен¬
ность межзвездных линий — расщепление их на отдельные компо¬
ненты. Самый сильный компонент обычно имеет малую лучевую ско¬
рость, средние по интенсивности компоненты расположены от него
на расстоянии, соответствующем доплеровскому смещению при лу¬
чевой скорости 6—8 км/сек, а слабые компоненты могут быть сме¬
щены на расстояние, соответствующее скорости до 30—50 км/сек и
более.
Расщепление линий означает, что поглощающий газ распределен
в пространстве не однородно, а образует отдельные облака. Эти обла¬
ка принимают участие в общем вращении Галактики и, кроме того,
движутся относительно друг друга, причем более плотные и протя¬
женные облака движутся медленнее, чем разреженные.
Анализ интенсивности компонентов линий и их числа позволил
определить плотность облаков. Она составляет около 10—20 атомов
на 1 см3, хотя возможны, конечно, большие отклонения. Облака за¬
нимают около 5% объема вблизи Млечного Пути. Их размеры изме¬
ряются парсеками и десятками парсеков, средние расстояния между
ними — десятки парсек. Если между облаками и имеется газ, то
плотность его слишком мала, чтобы дать наблюдаемые линии.
Поскольку горячие звезды, в. спектрах которых могут быть обна¬
ружены межзвездные линии, концентрируются вблизи плоскости Га¬
лактики, то и облака обнаруживаются там же. Однако немногочис¬
ленные горячие звезды, далекие от Млечного Пути, позволили вы¬
яснить, что облака действительно расположены в тонком слое тол¬
щиной около 250 парсек, хотя некоторые из них встречаются и на
гораздо больших высотах. Вообще расстояние, на которое отходят
объекты от плоскости Галактики, зависит от дисперсии их скоростей.
Чем больше последняя, тем дальше могут отойти объекты, пока
притяжение Галактики не вернет их обратно. Приближенно эту
зависимость можно выразить следующим образом: среднее расстоя¬
ние от плоскости Галактики в парсеках равно квадрату дисперсии
36
скоростей, выраженной в километрах в секунду. Дисперсия скоростей
облаков равна 7—8 км/сек, так что среднее расстояние должно быть
эО—60 парсек. В действительности оно больше из-за наличия магнит¬
ного поля, о котором подробнее будет сказано ниже. Отдельные
быстрые облака могут отходить от плоскости Галактики на 1000 и
более парсек.
Межзвездная пыль
Межзвездные облака поглощают свет не только в отдельных ли¬
ниях. Уже давно были известны темные пятна на светлом фоне Млеч¬
ного Пути и туманностей. Эти пятна представляют собой облака пыли
или «дыма», поглощающие свет звезд, расположенных позади них.
Они были названы темными туманностями. Позже было обнаружено,
что, помимо таких плотных «туманностей», имеются гораздо более
слабо поглощающие облака, встречающиеся почти всюду в Млечном
Пути, так что свет почти всех не слишком близких звезд в той или
иной степени ослаблен поглощением. Поглощение пропорционально
частоте света, так что синие лучи поглощаются сильнее, чем красные,
и звезды кажутся красноватыми.
Измеряя степень покраснения, можно определить поглощение и,
следовательно, количество пыли в направлении на данную звезду.
Большое число исследований такого рода показало, что пыль распре¬
делена так же, как и облака газа, т. е. в виде тонкого слоя. Некото¬
рые теоретические соображения позволили определить, что размер
пылинок около 1 микрона, состоят они из кристалликов метана, ам¬
миака, воды и т. п. Образуются они, по-видимому, слипанием меж¬
звездных молекул. Поскольку пылинки образуются из газа и движе¬
ние последнего увлекает их, как ветер увлекает мелкую пыль на
Земле, постольку распределение пыли должно отражать в общих чер¬
тах распределение газа. В частности, пылевые облака, обнаруживае¬
мые по флуктуациям поглощения, являются, возможно, обычными
газовыми облаками. Если около облака, содержащего пыль, нахо¬
дится достаточно яркая звезда, то она освещает пыль настолько, что
можно наблюдать рассеянный свет. Подобные светлые туманности с
непрерывным спектром, похожим на спектр освещающей звезды,
действительно наблюдаются; они называются отражательными ту¬
манностями.
Спиральная структура Галактики
Перечисленные методы позволяют исследовать межзвездный газ
только на сравнительно небольших расстояниях от Солнца, обычно
не превышающих 1000—2000 парсек. Свет от более далеких областей
Млечного Пути почти целиком поглощается межзвездной пылью.
37
Поэтому по наблюдениям линий излучения и поглощения трудно по¬
лучить представление о крупномасштабной структуре газа Галактики.
Между тем наличие такой структуры было обнаружено у других
галактик.
Известно, что значительная часть галактик имеет характерную
спиральную форму. Спиральные ветви состоят из горячих звезд, в
первую очередь из звезд классов О и В. Хотя этих звезд относительно
немного, но, имея большую светимость, они хорошо заметны на фоне
многочисленных слабых звезд.
Диффузные туманности также располагаются в спиральных вет¬
вях. Правда, это могло бы быть следствием того, что они освещаются
горячими звездами, расположенными в рукавах, и в других местах
не видны. Однако вскоре было обнаружено, что и пыль концентри¬
руется там же. Так, например, между ветвями туманности Андро¬
меды видны далекие галактики и скопления, находящиеся по ту сто¬
рону ее плоскости, а сквозь ветви они не видны. У галактик, види¬
мых с ребра, поглощение в пылевом слое дает характерную темную
полосу вдоль экватора. Вдали от плоскости галактик следов пыли
и газа не было обнаружено. Точные фотоэлектрические измерения
позволили в последние годы более уверенно определить расстояния
спиральных ветвей в окрестностях Солнца. Положение ближайших
ветвей было определено также из исследования поглощения. Нако¬
нец, спектрограммы далеких звезд показали, что в некоторых на¬
правлениях наблюдаются две группы компонентов межзвездных ли¬
ний с различием скоростей в несколько десятков километров в
Спиральная галактика с перемычкой.
секунду. Различие это вызвано вращением Галактики, а наличие двух
групп линий говорит о том, что поглощающие облака находятся на
двух различных расстояниях, т. е. в двух спиральных ветвях. Все
это относилось, однако, к сравнительно близким окрестностям Солн¬
ца— не дальше 2—3 тысяч парсек. Для изучения структуры Галак¬
тики нужно было «избавиться» от поглощения, т. е. использовать та¬
кое излучение, которое беспрепятственно проходит сквозь облака
космической пыли. В то же время это излучение должно проходить
и сквозь атмосферу Земли. Эта задача была решена радиоастроно¬
мией.
Радиоизлучение Галактики
Радиотехника позволила обнаружить, что Солнце и Галактика яв¬
ляются источниками радиоволн. Радиоизлучение Галактики весьма
значительно вблизи Млечного Пути и особенно у ее центра; однако
и вдали от галактической плоскости оно остается достаточно интен¬
сивным. Интенсивность этого излучения приблизительно пропорцио¬
нальна длине волны, т. е. она растет в сторону длинных волн. На
дециметровых волнах Галактика «светит», как черное тело с темпе¬
ратурой в несколько десятков градусов выше абсолютного нуля, а
на волнах 10—15 м радиотемпература достигает 100 000° и более. Од¬
нако в максимумах излучения, расположенных в Млечном Пути (в
созвездиях Лебедя, Парусов и некоторых других), интенсивность не
зависит от частоты. Таким должно быть радиоизлучение «полупроз¬
рачного» слоя ионизованного газа — «продолжение» оптического сла¬
бого непрерывного спектра. В указанных направлениях действительно
расположены спиральные ветви, содержащие множество туманно¬
стей, которые дают в совокупности’ заметный эффект. Увеличение
размеров радиотелескопов позволило выделять излучение отдельных
сравнительно небольших туманностей. Поскольку радиоизлучение не
поглощается пылью, оказалось возможным обнаруживать массы ио¬
низованного водорода, если они достаточно велики, и в далеких ча¬
стях Галактики.
39
Ионизованный газ не только излучает, но и поглощает радиовол¬
ны. Поэтому ионизованное облако будет казаться более темным, ес¬
ли его поместить на фоне источника, «радиотемпература» которого
выше, чем температура газа. Как уже говорилось, излучение Галак¬
тики на длинных волнах соответствует сотням тысяч градусов.
Комбинируя измерения на таких волнах, где области НП кажутся
темными, и на более коротких волнах, где они кажутся светлыми,
можно изучить распределение ионизованного водорода на больших
расстояниях от Солнца. Оказалось, что в ядре Галактики, на рассто¬
янии до 2 тысяч парсек от центра, ионизованного газа практически
нет. Затем он появляется; средняя плотность его на расстоянии 3000—
3500 парсек от центра достигает 0,2 атома на 1 см3, после чего мед¬
ленно падает. В окрестностях Солнца средняя концентрация иони¬
зованного водорода в 7 раз меньше указанной максимальной вели¬
чины.
$.
Радиоизлучение нейтрального водорода
Описанное выше радиоизлучение не дает достаточно полных све¬
дений о межзвездном газе, большая часть которого находится в
неионизованном состоянии. Исследование нейтрального водорода
представляет особый интерес также и потому, что оптические ме¬
тоды -дают о нем крайне скудные сведения. Выше было сказано, что
40
атомы водорода в межзвездном пространстве имеют самую низкую
возможную энергию и потому не излучают. В действительности это
не совсем так. Основное состояние атома водорода имеет сверхтон¬
кую структуру, оно состоит из двух подуровней, переход между ко¬
торыми дает излучение с длиной волны 21 см. Возбуждается верхний
подуровень при столкновениях атомов между собой. Обратный пе¬
реход с нижнего подуровня на верхний приводит к поглощению
кванта. Пока слой остается прозрачным, интенсивность пропорцио¬
нальна количеству нейтральных атомов водорода на луче зрения и
не зависит от температуры. Если же слой непрозрачен, то газ излу¬
чает в области линии, как черное тело с той же температурой. Каж¬
дый атом поглощает и излучает в узкой полосе спектра. Из-за допле¬
ровских* сдвигов поглощение размазывается по некоторому спек¬
тральному интервалу. Если этот интервал определяется, например,
дисперсией скоростей облаков, то слой протяженностью в несколько
тысяч парсек вдоль плоскости Галактики будет уже непрозрачен.
Вращение Галактики приводит к тому, что разные точки, лежащие
на луче зрения, имеют разные лучевые скорости. Поэтому разные
облака поглощают лучи в разных интервалах спектра, и слои газа
Галактики прозрачны для всех направлений, кроме направлений на
центр и антицентр, где лучевая скорость вращения равна нулю.
Поэтому можно определить полное число атомов водорода в дан¬
ном направлении, измерив полную интенсивность линии 21 см. Бо¬
лее того, профиль этой линии, т. е. зависимость ее интенсивности
от частоты, позволяет найти распределение водорода в пространстве,
так как каждой точке профиля соответствует свой доплеровский
сдвиг и, следовательно, определенное расстояние, которое можно
вычислить, зная закон вращения Галактики. Таким образом было вы¬
числено распределение нейтрального водорода, которое имеет харак¬
терную спиральную структуру. Толщина спиральных ветвей равна
200—250 парсек. Средняя концентрация водорода в них около 1 атома
на 1 см3. Концентрация газа между ветвями раз в десять меньше.
Если усреднить структуру, то средняя плотность водорода растет
от 0,4 атома на 1 см3 в центре до 1 атома на 1 см3 на расстоянии
около 6 тысяч парсек, а затем медленно убывает. Число же звезд
максимально в центре и убывает к периферии. Поэтому в центре
водород составляет ничтожную долю общей массы, а на периферии
до 15%. В среднем же газ Галактики составляет менее 2% общей
ее массы, так как толщина газового слоя гораздо меньше, чем тол¬
щина слоя звезд. Ионизованный водород составляет около 1О°/о газа,
* Речь идет о сдвиге спектральных линий вследствие перемещения ис¬
точника излучения относительно наблюдателя (эффект Доплера).
41
хотя в зоне повышенной ионизации (3000—3500 парсек от центра)
его доля достигает 40%г по-видимому, из-за большого количества го¬
рячих звезд в этом поясе. Непосредственно эти звезды не наблю¬
даются из-за поглощения света.
Газ вдали от плоскости Галактики
Совокупность перечисленных выше методов позволила получить
картину распределения газов — ионизованного и нейтрального —
вблизи плоскости Галактики. Правда, уже на расстоянии 250 300 пар¬
сек следы газа не обнаруживаются. Это означает, что концентрация
его там если и не равна нулю, то, во всяком случае, меньше 0,1 на
1 см3. Однако исследование радиоизлучения и здесь позволило сде¬
лать некоторые выводы. Напомним, что интенсивность радиоизлуче¬
ния Галактики с непрерывным спектром не очень сильно зависит
от направления—«яркость» полюса Галактики лишь в несколько раз
меньше, чем «яркость» точки, отстоящей на 10 от галактического
экватора. Это означает, что радиоизлучение образуется не тонким
слоем, а весьма протяженной системой эллипсоидальной формы. Не¬
которые другие галактики также имеют в радиолучах почти сфери¬
ческую форму. Радиусы радиокорон, как их иногда называют, пре¬
восходят даже радиусы звездных систем, достигая 25 тысяч парсек
и более.
Для того чтобы связать радиоизлучение с межзвездным газом,
нужно кратко упомянуть о механизме его образования. Известно, что
в межзвездном пространстве наблюдаются космические лучи — про¬
тоны, ядра гелия и других элементов, движущиеся со скоростью,
почти равной скорости света. Кроме того, имеются и электроны с
такими энергиями. Если в пространстве существует магнитное поле,
то частицы движутся не по прямой, а по спирали, «навиваясь» на
НЕУТОМИМЫЕ НЕЙТРИНО
ли вы, что нейтрино являются «рекордсменами» по способности
7
например, по направлению к Земле с бли-
Знаете
проникать сквозь толщи вещества?
Так, нейтрино, вылетевшее, например, по направлению к Земле с бли¬
жайшей звезды Проксимы Центавра, удаленной от нас на 40 тысяч мил¬
лиардов километров, легко преодолело бы это расстояние даже в том слу¬
чае, если бы все пространство между Проксимой Центавра и Землей было
сплошь заполнено... чугуном. Мало того, достигнув планеты после столь тя¬
желого путешествия, неутомимое нейтрино могло бы продолжать свое дви¬
жение и преодолеть еще несколько таких же препятствий.
42
силовые линии. Криволинейное движение заряженных частиц приво¬
дит к излучению электромагнитных волн, которое особенно сильно
в случае движения электронов. Следовательно, наличие радиоизлу¬
чения с «температурой», превышающей температуру ионизованного
газа, говорит о том, что в Галактике есть магнитное поле. Это сле¬
дует и из других соображений, например из поляризации света да¬
леких звезд. Недавно поле спиральных ветвей было обнаружено по
эффекту Зеемана в линии 21 см. Оно оказалось равным примерно
10“5 эрстеда. Поле это относится к довольно плотному облаку
газа. Давление этого поля поддерживает газ против силы тяжести,
так что толщина ветвей больше, чем можно было бы ожидать на осно¬
вании дисперсии скоростей облаков.
Наличие радиоизлучения на больших расстояниях от плоскости
Галактики означает, что и там есть космические лучи, магнитные
поля, а следовательно, и газ. Поскольку этот газ сильно разрежен,
он не дает наблюдаемых линий, и свойства его можно определить
только из косвенных соображений. Удалось оценить, что концентра¬
ция его около 0,001—0,002 частицы в 1 см3, температура около
1 000 000°, напряженность поля менее 0,3-10-5 эрстеда. Газ короны
поддерживается против силы тяжести давлением магнитного поля,
космических лучей и газовым давлением. В последнее время появи¬
лись новые представления, согласно которым короны — результаты
взрывов, происходящих в центральных частях галактик. После взры¬
ва часть газа выбрасывается на большие расстояния и затем медлен¬
но рассеивается или падает обратно. Взрывы повторяются время от
времени, и корона — временное, а не постоянное явление. В связи с
этим интересно отметить, что короны встречаются не у всех спираль¬
ных галактик. Хотя протяженность короны гораздо больше, чем тол¬
щина газового диска, но масса ее относительно невелика, основная
часть межзвездного газа сосредоточена в спиральных рукавах. Обра¬
зование этих рукавов и их магнитного поля пока еще не объяснено
до конца.
К. П. СТАНЮКОВИЧ
профессор, доктор технических наук
КОСМОС
И ГАЗОВАЯ
ДИНАМИКА
Наблюдаемая нами часть Вселенной состоит в основном из газо¬
образной материи. Уже в пределах Солнечной системы преобладает
газовая форма вещества. Общеизвестно, что .масса Солнца, состоя¬
щего, из газа, в 750 раз. превышает суммарную массу в^сехпланет.
Из девяти “больших планет семь окутаны газообразными оболочками,
причем атмосферы планет-гигантов составляют значительную долю
их общей массы. Почти у всех комет, приближающихся к Солнцу,
возникают исполинские газовые хвосты, протяженность которых до¬
стигает иногда сотен миллионов километров, а газовые головы комет
по своему поперечнику нередко соперничают с Солнцем.
Еще больше газа содержится в Галактике—огромной звездной
системе, к которой принадлежит и наше Солнце. Кроме звезд, состав¬
ляющих главную часть Галактики, газовое вещество представлено
здесь в форме внутригалактических газовых туманностей и чрезвы¬
чайно разреженной межзвездной газовой среды.
Что же касается твердого вещества, то, помимо планет, ядер ко¬
мет и метеоритов, оно образует также весьма протяженные темные
туманности, представляющие собой скопления мельчайшей твердой
космической пыли. Наконец, вполне возможно, что в Галактике есть
44
некоторое количество раздробленных остатков погасших «звезд», хо¬
тя прямых сведений о подобных объектах у нас пока нет.
Космический газ находится в состоянии непрерывного движения.
В одних случаях (например, в кометных хвостах) это движение срав¬
нительно стационарно. В других случаях, как, например, при вспыш¬
ках «новых» звезд, мы наблюдаем мощные выбросы газов явно взрыв¬
ного характера. Поэтому вполне естественно, что изучение космиче¬
ских явлений невозможно без помощи газовой динамики — науки о
движении газов и газоподобных образований (сред).
Газовая динамика — быстро развивающаяся область естествозна¬
ния. За последние десятилетия в области теории взрывных явлений
были получены результаты, ценные не только для практических, чи¬
сто «земных» задач (например, для атомной или реактивной техники),
но и для астрономических исследований.
Движется газ
Газовая динамика изучает движения любых сжимаемых сред. По¬
этому целый ряд ее выводов применим не только к газам, но и к
жидким и даже к тьердым телам (в последнем случае при очень вы¬
соких давлениях).
Если величины (параметры), характеризующие состояние и дав¬
ление среды, постоянны во времени, то мы имеем дело с установив¬
шимся движением среды. Если же эти параметры меняются, то дви¬
жение будет неустановившимся, нестационарным. К числу неуста-
новившихся движений принадлежит, например, движение продуктов
взрыва и среды, в которой произошел взрыв.
Все выводы газовой динамики основываются на трех главнейших
законах природы — законе сохранения энергии, законе сохранения
массы и законе сохранения количества движения.
Приведем некоторые примеры из области газовой динамики, ко¬
торые помогут читателю уяснить суть ее основных законов.
Известно, что тыловая часть закрепленной у одного конца сжатой
пружины, если отпустить ее, остается почти неподвижной, а перед¬
няя ее часть начинает двигаться с большой скоростью.
Подобно этому при неустановившемся истечении газа из сосуда
небольшая часть газа — его передняя, внешняя часть — получает
очень большую плотность энергии. Зато тыловая (наиболее массив¬
ная) часть газа получает небольшую плотность энергии.
Следовательно, энергия. перераспределяется неравномерно и
неравноместно. Это один из основных“законов’"'газовой дина¬
мики^
Представьте себе, что движущийся газ наталкивается на какое-
нибудь препятствие. При ударе об него газ отражается, изменяет
45
движение, и в нем возникает так называемая ударная волна со скач¬
ком давления, температуры и плотности.
Подобные ударные волны образуются при взрывах — обычных или
атомных. Они возникают также при движении в воздухе пули, сна¬
ряда, самолета. Ударные волны образуются и во время грозы —при
молнии, когда в атмосфере происходят электрические разряды.
Ударные волны обладают интересным свойством: чем больше ско¬
рость ударной волны, тем больше в ней давление. При этом темпе¬
ратура на фронте ударной волны значительно превышает темпера¬
туру постепенно сжимаемого газа при том же давлении.
При изучении движения космических газов приходится учитывать
некоторые особенности этих процессов. Так, например, газы солнеч¬
ной атмосферы движутся не только под действием притяжения Солн¬
ца, но и явно подчиняясь влиянию электромагнитных сил. С другой
стороны, межзвездные магнитные поля оказывают решающее дейст¬
вие на распределение и движение межзвездных газов.
Необходимость учета силы тяготения, электрических и магнитных
сил значительно осложняет применение газовой динамики к изуче¬
нию космических процессов. Следует также отметить, что неустано-
вившиеся и, в частности, взрывные явления, часто наблюдающиеся
в космосе, . изучать гораздо труднее, чем установившиеся течения
(например, обтекание воздухом крыла летящего самолета).
В настоящей статье мы остановимся на некоторых нестационарных
движениях космических газов, связанных с разнообразными взрыв-
ними процессами.
Взрывы на Солнце
Динамический центр Солнечной системы - Солнце - практически
неисчерпаемый источник эцергии. Возникающие в его недрах мои!
ные порции энергии, прорываясь постепенно в поверхностные слои,
прямо или косвенно создают те явления взрывного характера, кото¬
рые мы наблюдаем в солнечной атмосфере.
46
Если в условиях Земли естественные процессы взрывного харак¬
тера (например, извержения вулканов) сравнительно > редки, то в по¬
верхностных слоях Солнца такие явления происходят постепенно.
Их классическим примером могут служить изверженные, или эруп¬
тивные, протуберанцы.
Эруптивные протуберанцы составляют около 10% всех наблюда¬
емых протуберанцев. Их стремительный взлет со скоростью, дости¬
гающей иногда 700 км.1сек, представляет собой явление взрывного
типа. О мощи этих солнечных взрывов можно судить хотя бы по
тому, что некоторые из эруптивных протуберанцев поднимались на
высоту солнечного поперечника, т. е. около миллиона километров!
Как правило, развитие эруптивного протуберанца продолжается око¬
ло получаса. Достигнув максимальной высоты, протуберанец затем
распадается на отдельные газовые струи, которые частично «расса¬
сываются», а частично падают на поверхность Солнца.
Чрезвычайно интересны и так называемые хромосферные вспыш¬
ки. Они наблюдаются в лучах водорода, как яркие газовые массы,
проносящиеся иногда над солнечными пятнами со скоростью более
100 км!сек. Сам процесс «разгорания» газового облака происходит
очень быстро, иногда за 10—30 сек. В отдельных случаях яркость
«вспышки» бывает настолько значительной, что солнечная поверх¬
ность рядом со «вспышкой» кажется по сравнению с ней более тем¬
ной. Достигнув наибольшей яркости, «вспышка» постепенно угасает.
Хромосферные вспышки внешне напоминают взрывы Иногда на
пример, у «вспышки» наблюдается очень яокое иритп^^/4 ' н
нильное^™6» СТР° расползается в стороны, как расплывается чер-
нильное пятно на промокательной бумаге. ”
Солнечные «вспышки» оказывают влияние на земные явления
Так например, мощная вспышка 23 февраля 1956 г. вызвала перерывы
лениАи°слышимости и- возможно, некоторые метеорологические яв¬
ления. Во время вспышек на Солнце усиливаются потоки космических
»уёт о том”™ пХ ” обстоятельство свидетельств
НЫР пппт? ’ причиной вспышек, возможно, служат внутриядер-
ИЛК вХТХхХмГ' М0ЖеТ *“•
раншхе к™леискНоАЛ.ВНО' 15-20 Лет намд' А»»жения газа в .протубе-
ные поелпоХЛ^ ”T“bH° простыми и легко объяснимыми. Уче-
1ые предполагали, что над поверхностью Солнца, подобно земным
ПЛ“ВаЮТ облака раскаленных газов (“а
С® Спокойные протуберанцы), а притяжение их к центру
Солнца уравновешивается давлением световых лучей исходящих от
^Л.""теЛЬНО ярк,°й солн™°й поверхности. Но ёот из недр с“„цё
рямо под протуберанцем извергается очень горячая газовая масса
шаетаВ°е Аавле™ при быстро возрастает, рёвёовесие Hapw
ё™:ыТтуберанец’взлетав ^~я₽ув
обе™СаМ0М Же Деле’ как показали исследования последних лет лело
теперь уд™™
ко ввепх Столк УбераНЦе« движутся от поверхности Солнца толь-
ка£ьиийРи лД ’ входящие в состав протуберанцев (водород
ЗлХо= =
48 7
сотни тысяч лет, и звезды, стремительно летящие в пространстве,
изменят свое расположение на небосводе. Современные нам цозвез-
дия уступят место новым, быть может, еще более красивым.
С другой стороны, уже древние жители Земли обнаружили на не¬
бе внезапно появляющиеся звезды, которые принято называть Новы¬
ми. Подобные звезды принадлежат к классу «взрывных» звезд.
Теория вспышек Новых звезд еще далека от своего завершения.
Наиболее правдоподобным объяснением этих удивительных взрывов
является гипотеза, предложенная советскими астрономами Л. Э. Гу¬
ревичем и А. И. Лебединским. Они полагают, что в недрах Новых
звезд происходит по временам перепроизводство ядерной энергии.
При этом внутри звезды возникает мощный тепловой взрыв, который
порождает ударную волну, распространяющуюся к ее поверхности.
Вырвавшись наружу, ударная волна как бы отбрасывает атмосфер¬
ную оболочку звезды, которая раздувается и рассеивается в миро¬
вом пространстве.
Тепловые взрывы могут на протяжении жизни звезды повторяться
много раз. Одной из причин может служить накопление звездой
атомов тяжелого водорода (дейтерия). «Насосавшись» дейтерия,
звезда превращается в своеобразную «бомбу» чрезвычайно мощного
действия.
Впрочем, чаще более мощные взрывные процессы наблюдаются
в так называемых Сверхновых звездах. При взрыве такой звезды
СВЕРХНОВАЯ МОЖЕТ ВЫДАТЬ СУЩЕСТВОВАНИЕ ГАЛАКТИКИ
Интересная переменная звезда была открыта на обсерватории АН Таджик¬
ской ССР в Душанбе. До 8 сентября 1956 г. на фотографиях неба, содержа¬
щих изображения звезд до 12,5 величины, она была невидима. Однако на
пластинке, снятой 24 сентября 1956 г., она получилась как звезда шестой
величины, а в сентябре 1957 г. регистрировалась как объект, имеющий ве¬
личину 11,5. На более поздних снимках звезда снова была невидима. До¬
полнительные данные представляют фотографии, полученные на обсерва¬
тории Астрономического института имени Штернберга в Москве. На пластин¬
ке, экспонированной 22 мая 1957 г., звезда получилась как объект десятой
величины, а на пластинке от 14 декабря 1962 г. ее изображения нет, т. е. она
была слабее звезд шестнадцатой величины. 19 мая 1963 г. эта звезда была
слабее, чем звезды 21,2 величины, иначе ее изображение имелось бы на пла¬
стинках известного Паломарского атласа неба.
49
выделяется значительно больше энергии, чем при взрыве обыкновен¬
ной Новой. Вспышки Сверхновых звезд сопровождаются возраста¬
нием их блеска примерно в миллион раз.
По мнению американского астронома Цвикки, после взрыва Сверх¬
новые превращаются в так называемые «нейтронные» звезды. Чудо¬
вищное сжатие, следующее за взрывом Сверхновой, приводит к то¬
му, что электроны как бы вдавливаются в ядра атомов, нейтрали¬
зуют находящиеся там протоны, и Сверхновая звезда оказывается
Характер изменения блеска этой звезды показывает, что она являет¬
ся очень редким объектом — Сверхновой типа 1 согласно классификации,
предложенной Б. В. Кукаркиным. (Такие звезды по неизвестным еще при¬
чинам внезапно увеличивают свою яркость более чем в миллион раз.) Если
эта звезда является нормальным объектом указанного класса, то ее абсо¬
лютная величина должна составлять в максимуме блеска — 18. Зная же аб¬
солютную и видимую величины звезды, можно определить расстояние до
нее. Оно оказывается весьма большим — порядка 200 000—300 000 парсек.
Это означает, что открытая Сверхновая находится далеко за пределами на¬
шей Галактики, диаметр которой, как известно, составляет всего 26 000 пар¬
сек.
В направлении открытой Сверхновой не существует ярких галактик
(они были бы зарегистрированы на Паломарском атласе неба). Поэтому мож¬
но сделать вывод, что открытая Сверхновая принадлежит очень слабой га¬
лактике и может рассматриваться как индикатор положения и расстояния
этой галактики.
50
укомплектованной одними нейтронами. При поперечнике около 8 км
нейтронная звезда должна иметь среднюю плотность в 1014 г на ку¬
бический сантиметр! Булавочная головка, сделанная из вещества нейт¬
ронной звезды, весила бы около 100 тыс. т.
Будущее покажет, прав ли Цвикки. Выяснение природы Сверхно¬
вых звезд — еще одна проблема, в решении которой важную роль
должна сыграть газовая динамика.
Межзвездный газ
В темные зимние ночи в созвездии Ориона можно заметить кро¬
хотное, слабосветящееся туманное пятнышко. Видимая даже нево¬
оруженным глазом туманность Ориона представляет собой один из
наиболее замечательных небесных объектов. Это — исполинское
скопление разреженных газов с поперечником около ста световых
лет. Атомы этих газов, поглощая свет расположенных вблизи горя¬
чих звезд, затем переизлучают поглощенную энергию в виде «холод¬
ного света» (люминесценции).
Структура туманности Ориона изучалась многими астрономами.
Весьма интересны, в частности, недавние исследования, проведенные
академиком В. Г. Фесенковым в Алма-Ате.
На этой странице приведена фотография туманности Ориона.
Прежде всего поражает сложность строения туманности. Отдельные
струи и газовые волокна, причудливо извиваясь, свидетельствуют 0
каких-то сложных вихреобразных движениях колоссальных газовых
масс.
Планетарная туманность
Гелике в Водолее.
Туманность Ориона весьма далека от Земли — расстояние до нее
составляет около 1800 световых лет. Поэтому движения газов в ту¬
манности при непосредственном наблюдении незаметны — их можно
было бы обнаружить лишь за громадные промежутки времени — ты¬
сячи и десятки тысяч лет.
Однако спектральные исследования помогли установить, что от¬
дельные газовые массы туманности действительно участвуют в тур¬
булентном, вихреобразном движении со средней скоростью около
7 км!сек.
Подобные движения должны существовать и в других туманно¬
стях, напоминающих туманность Ориона.
Иначе движутся газы в так называемых планетарных туманно¬
стях. В центре таких туманностей, внешне похожих на кольца та¬
бачного дыма, видна центральная звезда («ядро» туманности). Эти
ядра, принадлежащие к классу наиболее горячих звезд, являются те¬
ми центрами, от которых газы туманности расширяются во всех на¬
правлениях. По-видимому, центральная звезда каким-то образом из¬
вергла огромные массы газа, которые, разлетаясь от нее со скоростью
около нескольких десятков или сотен километров в секунду, рассея¬
лись в межзвездном пространстве.
Какие же силы определяют движение газов в космосе?
Во-первых, такими силами являются силы тяготения окружающих
туманность звезд и действие общего гравитационного поля тяготения
Галактики.
Во-вторых, движение газа определяется газовым давлением.
В-третьих, немалая роль принадлежит электрическим и магнитным
силам.
Галактика NGC-4486
в созвездии Девы.
Выдающиеся исследования академика Г. А. Шайна и других со¬
ветских ученых, проведенные за последние годы, с несомненностью
указывают на то, что структура газовых туманностей во многом
определяется действием магнитных сил. Возможно, что известную
роль в движении туманностей играют и силы светового давления, по¬
рождаемого светом звезд.
Все сказанное о газовых туманностях можно в известной мере
отнести и к той исключительно разреженной газовой среде, которая,
наполняя всю Галактику, образует так называемый межзвездный газ.
Его существование было обнаружено еще в 1904 г.
Сначала астрономы предполагали, что разреженная межзвездная
среда состоит исключительно из ионизованных атомов кальция. Од¬
нако позже в ее составе были найдены атомы других элементов (нат¬
рия, титана, железа) и даже некоторые молекулы циана, углеводо¬
рода и др.
Плотность межзвездной газовой среды удивительно мала —
10’24 г/см3. Иначе говоря, «межзвездный газ» примерно в миллиард
триллионов раз разреженнее комнатного воздуха.
Межзвездной газовой среде присущи турбулентные движения, но,
кроме того, она участвует во вращении всей нашей звездной систе¬
мы — Галактики.
В настоящее время еще не вполне ясно происхождение как газо¬
вых туманностей, так и межзвездной газовой среды. Весьма возмож¬
но, как показывают исследования Б. А. Воронцова-Вельяминова, что
поставщиками межзвездной газовой материи являются сами звезды.
Кроме Новых и Сверхновых звезд, есть иные типы звезд (новоподоб¬
ные звезды, звезды типа Вольф-Райе и др.), выбрасывающие в прост¬
ранство значительные количества газов. Считалось, что выброшен¬
ные газы при некоторых условиях могут вновь формироваться в
звезды, но теперь эта точка зрения уже не кажется справедливой.
53
В мире галактик
Звездные системы, находящиеся за пределами нашей Галактики,
во многих отношениях с ней сходны. Они также включают,в себя
десятки миллиардов звезд, среди которых встречаются и новые и
сверхновые. Несомненно, что взрывные явления, присущие звездам
нашей Галактики, должны проявляться и у звезд других звездных
систем. Однако в настоящее время в мире галактик «заподозрены»
и такие взрывные процессы, которые по своим масштабам далеко
превосходят даже вспышки сверхновых звезд.
Взгляните на фотографию одной из галактик в созвездии Девы
(она обозначается в астрономических каталогах как NGC-4486). Бро¬
сается в глаза необычная деталь фотографии — исполинский «вы¬
брос», тянущийся из ядра галактики к ее периферии. Выброс имеет
заметные уголки и сгустки. Материал «выброса», как показали спе¬
циальные исследования, движется относительно земного наблюдателя
со скоростью около 300 км/сек.
Удивительный «выброс» был открыт еще в 1918 г., но только не¬
давно стало известно, что галактика NGC-4486 является мощным
источником космического радиоизлучения, тесно связанного с ее «вы¬
бросом».
Какова же природа этого удивительного объекта?
Имеющиеся данные позволяют допустить, что у «выброса» газовая
природа. Возможно, что он представляет собой мощное истечение
газов из ядра галактики. Кинетическая энергия движущихся газовых
масс, по-видимому, порождает такое движение свободных электро¬
нов, которые при скоростях, близких к скорости света, начинают
излучать радиоволны.
Возможно, что «выброс» возник в результате какого-то сверхмощ¬
ного взрыва. В таком случае энергия этого взрыва больше, чем у
сверхновой звезды. Вполне возможно, что в данном случае мы на¬
блюдаем наиболее мощный взрывной процесс из всех известных нам
в природе.
Указать, каков механизм этого взрыва, пока трудно. Нам пред¬
ставляется, что в свете новейших достижений физики наблюдаемым
фактам можно дать следующее объяснение.
Как известно, в настоящее время установлено, что наряду с обыч¬
ными «элементарными» частицами, из которых состоят все тела в
природе (протонами, электронами и нейтронами), в природе сущест¬
вуют частицы, обладающие противоположными свойствами. Так, на¬
пример, позитрон — частица с такой же массой, как и у электрона,
но имеющая не отрицательный, а положительный заряд. Наряду с
протонами существуют антипротоны — частицы с массой, равной мас¬
54
се протона, но обладающие отрицательным зарядом. Есть античасти¬
цы, соответствующие нейтрону и ряду других элементарных частиц.
Представим себе теперь, что имеются два тела, из которых одно
состоит из обычных элементарных частиц (протонов, нейтронов и
электронов), а другое — из противоположных им античастиц. Если эти
тела столкнутся, то начнется процесс аннигиляции — частицы ве¬
щества (протоны, электроны, нейтроны и соответствующие антича¬
стицы) перейдут в излучение, т. е. в иную форму существования ма¬
терии. Другими словами, в результате столкновения возникнет мощ¬
ный поток энергии, выделение которой будет носить взрывной ха¬
рактер. Однако взрывной , характер может наблюдаться лишь при
взаимодействии очень разреженных масс газа, при плотности
10“ 15“г 10“18 г/см3. При больших плотностях давление радиации, воз¬
никающей при этом, «разгонит» еще не прореагировавшие массы
газов.
До сих пор антивещество наблюдалось не в форме крупных тел,
а в виде отдельных мельчайших античастиц. Но вполне возможно
(как это считает, в частности, академик Л. Д. Ландау), что во Вселен¬
ной существуют огромные газовые облака, состоящие из антимате¬
рии. Проникновение такого облака в центральную область обычной
галактики должно вызвать чудовищный по силе взрыв, что, возмож¬
но, и имеет место в удивительной галактике в созвездии Девы.
Не исключена возможность, что подобные «выбросы» вовсе не
такие уж редкие явления в мире галактик. В самое последнее время,
исследуя некоторые особенности далеких звездных систем, академик
В. А. Амбарцумян обратил внимание на ряд галактик, у которых
наблюдаются выступы, быть может, являющиеся «выбросами» еще
несравненно более мощными, чем у галактики в созвездии Девы (но
возможны и иные гипотезы для объяснения этих малоизвестных
явлений).
Изучение подобных удивительных фактов представляет собой
одну из самых увлекательных задач как современной астрофизики,
так и современной газодинамической теории взрывных явлений.
И. С. ЩЕРБИНА-САМОЙЛОВА,
кандидат физ.-мат. наук
СОЛНЕЧНАЯ
КОРОНА
Каждый раз, когда астрономический календарь сообщает о пред¬
стоящем полном солнечном затмении, астрономы всего мира начи¬
нают тщательно готовиться к этому интересному и важному для них
событию. Они создают специальные инструменты, снаряжают подчас
весьма дорогостоящие экспедиции, отправляются в самые различные,
иногда очень отдаленные пункты земного шара. Словом, они не счи¬
таются ни с чем, лишь бы в течение нескольких коротких минут
иметь возможность без помех наблюдать и изучать атмосферу на¬
шего Солнца, образно названную за свою форму, серебристо-жем¬
чужный цвет и красоту «солнечной короной».
Первые наблюдатели, стремясь увековечить это редкое зрелище,
пытались зарисовывать корону. Но выполнить подобную задачу в
течение нескольких минут не может даже самый искусный худож¬
ник! И хотя для науки многочисленные зарисовки короны, выпол¬
ненные во время затмений, оказались отнюдь небесполезными, под¬
линно научное ее изучение началось только с применением в астро¬
номии фотографии и спектральных приборов.
Но еще раньше наблюдатели отметили один очень важный факт —
форма и протяженность солнечной короны не остаются постоянными.
56
То корона выглядит довольно правильным «кругом», то она силь¬
но «сплюснута» к солнечному экватору, то имеет промежуточную
форму. Вообще же для короны характерно лучистое строение — иног¬
да лучи бывают длиннее, иногда короче, но изредка отдельные пря¬
мые конусообразные лучи резко выделяются на общем фоне короны
своей яркостью и протяженностью. Анализ данных об изменении
формы короны показал, что это изменение тесно связано с так на¬
зываемым И-летним циклом солнечной активности. В годы, когда на
Солнце мало пятен, протуберанцев, факелов и других активных обра¬
зований, т. е. в годы минимума И-летнего цикла, корона имеет вы¬
тянутую форму, в периоды же максимума активности она окружает
Солнце довольно равномерным ореолом.
Таков «внешний вид» короны или, как часто говорят, верхних
слоев солнечной атмосферы. Это название невольно наводит на мысль
о сравнении короны с нашей земной атмосферой. В самом деле, и в
том, и в другом случае мы имеем дело с газовой оболочкой, плот¬
ность которой несоизмеримо мала по сравнению с лежащей в ее
основании поверхностью. Но этим и исчерпывается все сходство. Ни
по своему составу, ни по физическим характеристикам (температура,
плотность), ни по процессам, которые в ней происходят, корона не
имеет ничего общего с земной атмосферой.
Возьмем хотя бы такой любопытный факт. Толщина земной атмо¬
сферы составляет около одной шестой радиуса Земли, в то время
как видимая глазом корона тянется на несколько солнечных радиу¬
сов. По данным же самых последних радионаблюдений, ее можно
проследить до расстояний порядка 20 солнечных радиусов. Какие
силы позволяют Солнцу иметь такое окружение? Ведь сила притя¬
жения на Солнце гораздо больше, чем на Земле. Казалось бы, атмо¬
сфера Солнца должна быть «сжата» этим притяжением. Поэтому
огромная протяженность короны долгое время представлялась зага¬
дочной. Решение этого вопроса находится в тесной связи с разгадкой
знаменитой тайны корония.
Еще в 1869 г. первые спектральные наблюдения короны показали,
что в ее спектре имеется очень яркая зеленая линия с длиной волны
Л=5303 А. Все попытки отождествить ее, а также некоторые другие
(обнаруженные несколько позже) линии с линиями известных хими¬
ческих элементов потерпели неудачу. Тогда было высказано предпо¬
ложение, что эти линии принадлежат неизвестному еще на Земле
химическому элементу, и, так как этот элемент впервые был обна¬
ружен в солнечной короне, его назвали коронием. Шли годы. Все
меньше и меньше оставалось «белых пятен» в периодической таб¬
лице Менделеева, а короний на Земле так и не был открыт. Лишь
в конце 30-х годов нашего столетия было высказано предположение,
что, собственно говоря, никакого корония, по-видимому, не сущест¬
вует, а таинственные линии принадлежат знакомым нам химическим
57
Солнечная корона, сфотографированная во
, время полного затмения Солнца в 1954 г.
элементам, но находящимся в необычном физическом состоянии и в
необычных условиях.
Разгадать загадку корония впервые удалось в 1942 г. шведскому
физику Эдлену. Он сумел блестяще доказать, что линии корония при¬
надлежат многократно ионизованным атомам различных элементов,
в частности, знаменитая зеленая линия излучается атомами тринад¬
цатикратно ионизованного железа, т. е. атомами, у которых «отор¬
вано» 13 внешних электронов. При этом, чтобы такие линии, как
л—эЗиЗ А, действительно появились в спектре, необходимы не толь¬
ко высокая степень ионизации, но и очень низкая средняя плотность
вещества в короне.
Таким образом, разгадка корония вплотную поставила перед уче¬
ными вопрос о составе короны и существующих в ней физических
условиях. Кое-что об этом было известно и раньше. В частности о
низкой плотности коронального вещества догадаться нетрудно. Ведь
основная причина того, что мы не видим корону ежедневно, обуслов¬
лена прежде всего ее низкой плотностью. Собственное излучение
короны составляет примерно одну стомиллионную долю от всего
излучения Солнца. Гораздо большую долю солнечного света рассеи¬
вают пылинки и молекулы воздуха земной атмосферы. А так как на
корону мы смотрим сквозь атмосферу, то ее сияние тонет в этом
рассеянном свете.
Во время полной фазы затмения, когда Луна закрывает Солнце
рассеянный свет практически полностью «выключается». Это и дает
нам возможность видеть корону.
Заметим кстати, что в настоящее время наука располагает спе¬
циальными инструментами — внезатменными коронографами, кото¬
рые, как показывает само их название, позволяют наблюдать корону
и вне затмения. Принцип их действия основан на устранении пря¬
мого солнечного света и борьбе с рассеянным светом, образующимся
как в атмосфере Земли, так и в самом инструменте. Внезатменные
коронографы, первый из которых был построен в 1930 г. известным
французским астрофизиком Бернаром Лио, внесли огромный вклад в
изучение короны.
В СССР также имеются подобные инструменты. Они установлены
высоко в горах на астрономических станциях вблизи Кисловодска
и Алма-Аты. Недавно пулковский астроном И. А. Прокофьева раз¬
работала новый интересный тип внезатменного коронографа, при
помощи которого можно фотографировать спектр внутренней короны
непосредственно в Пулковской обсерватории, т. е. практически на
уровне моря! Но тем не менее, в целом ряде случаев внезатменные
коронографы не могут заменить наблюдений во время полных сол¬
нечных затмений. Поэтому такие наблюдения не утратили своего
большого значения и в наши дни.
Вернемся, однако, к строению короны. Мы уже упоминали о низ¬
кой плотности короны в целом. Но плотность эта на разных рас¬
стояниях от Солнца неодинакова. Еще на основе довольно ранних
наблюдений немецкий астрофизик Гротриан отмечал, что корону
можно разделить на внутреннюю и внешнюю. Для спектра внутрен¬
ней короны характерны яркие эмиссионные линии и слабое непре¬
рывное свечение между ними. По мере удаления от края Солнца
яркие линии слабеют и исчезают, а вместо них начинают проявляться
характерные черты внешней короны — линии поглощения. Спектр
внешней короны по существу представляет собой отражение спектра
Солнца.
Рассмотрим сначала внутреннюю корону. Мы уже говорили, что
ее линейчатый спектр обусловлен высокоионизованными атомами.
Этот факт сразу подводит нас к двум выводам: во-первых, в короне
должно быть много свободных электронов, которые возникают при
ионизации атомов; во-вторых, такая высокая степень ионизации воз¬
можна только при очень высоких температурах. В частности, наблю¬
даемая в короне степень ионизации требует температуры около мил¬
лиона градусов. На первый взгляд, этот вывод кажется парадоксаль¬
ным. Ведь температура солнечной поверхности всего 6000° С, а на
Солнце невозможно смотреть без темного стекла. А здесь — миллион
градусов! Но никакого парадокса тут нет. Все дело в поразительно
низкой плотности коронального вещества. Во внутренней короне в
одном кубическом сантиметре содержится всего 2 • 108 электронов и
ионов. Это примерно в 100 миллиардов раз меньше, чем число моле¬
кул в 1 см3 воздуха у поверхности Земли.
59
Снимок солнечной короны,
сделанный в 1961 г.
При столь низких плотностях нужно очень осторожно обращаться
с такими привычными для нас понятиями, как температура. Обычно
мы используем это понятие для характеристики количества энергии,
излучаемой телом. Физики говорят в этом случае о температуре из¬
лучения. С точки зрения строения вещества температура характери¬
зует среднюю скорость движения атомов и молекул, образующих
данное тело. Определенную таким образом температуру называют
кинетической.
В земных условиях, как правило, температура излучения равна
кинетической температуре, и различать их не имеет смысла. То же
можно сказать и о солнечной фотосфере. Иное дело — корона. Ве¬
щества в ней мало, поэтому способность короны к излучению очень
низка. Но зато при таких низких плотностях частицы имеют возмож¬
ность «носиться» с огромными скоростями. Поэтому кинетическая
температура короны и достигает миллиона градусов. Эта температу¬
ра соответствует скоростям электронов до 10—20 км/сек. (Вспомним,
что скорость частиц воздуха при температуре 20° С составляет всего
несколько сотен метров в секунду.) А раз электроны и ионы дви¬
жутся в короне с такими скоростями, то они, налетая на атомы и
ионы, выбивают из них электроны и создают необходимые условия
для образования корональных линий.
Открытие высокой кинетической температуры короны помогло
разгадать и загадку ее протяженности. Огромные скорости электронов
60
и ионов помогают им «бороться» с солнечным притяжением и
улетать от поверхности Солнца на большие расстояния.
Совершенно независимые оценки плотности и температуры ко¬
роны были получены менее 15 лет назад в результате успехов радио¬
астрономии. После того как в 1944 г. был открыт сам факт радиоиз¬
лучения Солнца, советские ученые В. Л. Гинзбург и И. С. Шкловский
высказали предположение, что в радиодиапазоне солнечная корона,
в противоположность оптическому- диапазону, непрозрачна. Наблю¬
дения солнечного затмения 20 мая 1947 г. блестяще подтвердили это
предположение. Это означает, что, наблюдая радиоизлучение Солн¬
ца, мы принимаем и измеряем собственное излучение короны. Ин¬
тересно, что «уровень прозрачности» короны для разных длин волн
различен. Например, излучение более длинных волн (10—12 м) до¬
ходит до нас только от самых верхних слоев короны, а для излучения
с X =10 см почти вся корона прозрачна, и это излучение приходит
к нам от верхних слоев хромосферы. Следовательно, принимая радио¬
излучение Солнца в разных длинах волн, мы как бы делаем ряд
последовательных разрезов короны' и получаем ее характеристики
на разных расстояниях от края Солнца. Анализ данных о радиоизлу¬
чении на метровых волнах окончательно подтвердил, что кинетиче¬
ская температура короны составляет около миллиона градусов.
Не менее веские доказательства высокой температуры короны
получены в самые последние годы при наблюдениях в противополож¬
ном конце спектра — в далекой ультрафиолетовой и рентгеновской
областях. Как известно, именно это коротковолновое солнечное из¬
лучение оказывает сильное влияние на состояние земной ионосферы,
а следовательно, и на условия радиосвязи и другие подобные явле¬
ния. Нижние слои земной атмосферы не пропускают к нам коротко¬
волновое излучение. Поэтому для изучения свойств Солнца в этой
части спектра используется аппаратура, устанавливаемая на искусст¬
венных спутниках Земли и высотных ракетах. Огромные успехи со¬
временной ракетной техники позволили не только измерить потоки
излучения в отдельных спектральных участках этой ранее недоступ¬
ной области, но даже получить изображение Солнца в рентгеновских
лучах. Первый такой снимок был получен 19 апреля 1960 г. в США.
На этом снимке солнечный диск как бы окаймлен светлым кольцом,
т. е., как и следовало ожидать, рентгеновское излучение Солнца
исходит из короны, что лишний раз свидетельствует о ее высокой
температуре.
Итак, внутренняя корона состоит из смеси электронов и ионов,
находящихся при температуре порядка миллиона градусов, причем
плотность коронального вещества по мере удаления от Солнца по¬
степенно падает, соответственно чему постепенно слабеют характер¬
ный эмиссионный и непрерывный спектры внутренней короны. Зато
все яснее становится спектр внешней короны, который, как мы уже
61
Солнечная корона во время
затмения 1952 г.
говорили, является почти полным подобием спектра фотосферы. Хотя
в самом этом спектре нет ничего загадочного, но присутствие его
во внешней короне долгое время оставалось совершенно непонят¬
ным. Ведь с точки зрения состава и физических процессов, происхо¬
дящих в короне, никаких источников этого спектра указать нельзя.
Эта загадка короны была разгадана лишь в 1947 г. известным гол¬
ландским ученым Ван де Холстом. Он доказал, что этот спектр к
настоящей солнечной короне не имеет никакого отношения
Известно, что межпланетное пространство более или менее рав¬
номерно заполнено крохотными пылинками. Межпланетные пылинки,
как всякое твердое тело, рассеивают падающий на них солнечный
свет, создавая эффект отражения фраунгоферова спектра Солнца.
Этот-то спектр и накладывается на спектр истинной короны. Во внут¬
ренней короне эффект «добавки» практически незаметен, так как
спектр ее гораздо ярче отраженного пылинками солнечного спектра.
Иное дело во внешней короне. Здесь оптическое излучение самой
короны становится очень слабым, а затем и совсем исчезает, и «до¬
бавка» начинает проступать все яснее. Затем и она, конечно, посте¬
пенно меркнет — просто потому, что с увеличением расстояния от
Солнца пылинки освещаются все меньше и меньше. Самая же внеш¬
няя корона, по существу, видна только в радиолучах. Наблюдения,
проведенные в Советском Союзе под руководством В. В. Виткевича,
позволили уточнить, что же представляет собой та часть солнечной
62
атмосферы, образно названная им «сверхкороной», которая отстоит
от края Солнца на 15—20 солнечных радиусов. Это разреженный
ионизованный газ с ничтожной и вместе с тем неравномерно распре¬
деленной плотностью. Сгустки вещества называют неоднородностями
сверхкороны. По мере удаления от Солнца постепенно и средняя
плотность сверхкороны, и число неоднородностей в ней уменьша¬
ются.
Указать, где же, собственно, кончается корона, практически не¬
возможно. Поэтому не лишены основания гипотезы некоторых уче¬
ных, согласно которым наша Земля находится внутри солнечной ко¬
роны, где-то на ее периферии.
Итак, мы видим, что немало загадок солнечной короны на сегод¬
няшний день перестало быть загадками. Но на очереди новые «за¬
гадки». Вспомним, например, об 11-летнем цикле солнечной актив¬
ности и связанных с ним изменениях формы короны. Каков механизм
этой цикличности? На этот вопрос мы пока ответить не можем.
Непонятно также, за счет чего в короне поддерживается столь
высокая температура. Ведь энергия короны непрерывно «высвечи¬
вается» при излучении в ультрафиолетовой и рентгеновской областях.
А между тем корона не остывает. Есть несколько гипотез, пытаю¬
щихся объяснить нагревание короны тем или иным механизмом с
учетом наличия в короне электрических и магнитных полей. Но ни
одна из них не может быть пока окончательно принята «на вооруже¬
ние». Наконец, неясно, как возникла сама корона и за счет чего под¬
держивается ее существование.
Следовательно, не все еще нам известно о короне, не все еще в
ней разгадано. Однако успехи в изучении Солнца, достигнутые за
последние годы, дают нам право надеяться, что в недалеком будущем
природа солнечной короны будет выяснена до конца.
Б. Е. ГЕЛЬФГАТ,
астроном
ПЕРСПЕКТИВЫ
НЕЙТРИННОЙ
АСТРОНОМИИ
За последниё десятилетия благодаря быстрому развитию средств
астрономических наблюдений наши сведения о различных космиче¬
ских объектах и космических процессах значительно обогатились.
Применение крупнейших телескопов (таких, как пятиметровый реф¬
лектор американской обсерватории Маунт-Паломар или новый те¬
лескоп Крымской астрофизической обсерватории), развитие радио¬
астрономии, применение электронно-оптических преобразователей
позволяют исследователям Вселенной заглядывать в ее сокровенные
глубины на громадные расстояния порядка миллиарда световых лет.
Но у всех этих методов изучения небесных тел имеется один су¬
щественный недостаток: в подавляющем большинстве случаев они
не дают возможности «заглянуть» внутрь небесных тел, и в том числе
звезд. И видимый свет, и ультрафиолетовое и рентгеновское излуче¬
ния звезд, их инфракрасное и радиоизлучение приходят к нам только
от внешних слоев звезд, так как звездные недра совершенно непроз¬
рачны для этих видов радиации. Отсутствие непосредственных све¬
дений о процессах, протекающих в недрах звезд,— существенный
пробел в наших знаниях. Именно по этой причине мы не можем
дать однозначный ответ на вопрос о том, какие именно ядерные
64
реакции служат источником звездной энергии. Это обстоятельство —
серьезное препятствие для построения теоретических моделей звезд,
изучения путей их возникновения и развития. Создается как будто бы
безвыходное положение. Но в настоящее время можно наметить не¬
которые пути, которые позволят уже в недалеком будущем «загля¬
нуть» в недра звезд и получить ответ на многие вопросы, интересу¬
ющие астрофизику и космогонию.
Один из таких путей открывает дальнейшее развитие физики, так
как в настоящее время становится реальной возможность использо¬
вать для изучения космических объектов и происходящих в них про¬
цессов не электромагнитные волны, испускаемые телами, а нейтрин¬
ное излучение.
Существование особых частиц — нейтрино — было в свое время
предсказано известным физиком В. Паули на основании изучения
процессов радиоактивного (3-распада, который связан с испусканием
электронов. Однако, если считать, что при (3-распаде испускается
только электрон, то кажется невозможным удовлетворить фундамен¬
тальные законы природы, открытые еще М. В. Ломоносовым,— закон
сохранения энергии и закон сохранения момента количества движения.
Остается предположить, что при ₽-распаде помимо электрона допол¬
нительно испускаются одна или несколько нейтральных частиц ни¬
чтожно малой массы (меньше 0,001 массы электрона). В этом случае
можно весьма логично объяснить все свойства процесса (3-распада без
противоречия с законами сохранения.
Эти гипотетические частицы получили название «нейтрино». Теоре¬
тически было доказано, что у нейтрино или вовсе нет магнитного мо¬
мента, или этот момент чрезвычайно мал. Благодаря этому подобные
частицы должны обладать исключительно высокой проникающей спо¬
собностью, так как они могут вступать во взаимодействие с веще¬
ством (ядрами атомов, электронами, нейтронами и т. п.) лишь при
СТЕРЕОСКОПИЯ В АСТРОНОМИИ
Стереоскопические методы исследования будут, вероятно, играть за¬
метную роль при составлении карт поверхностей Солнца, Луны и планет,
Зем°бН° Т°Му КаК ЭТ° имеет место при картографировании поверхности
При этом существенную помощь может оказать использование искус¬
ственных небесных тел — космических зондов и спутников Земли.
65
непосредственных столкновениях. Вероятность таких взаимодействий
ничтожно мала. Подсчитано, что движущиеся в космическом про¬
странстве нейтрино с энергиями в 1—10 миллионов электроновольт
должны обладать колоссальной длиной свободного пробега — около
1030 световых лет. Было установлено, что при различных ядерных ре¬
акциях испускаются нейтрино, обладающие различной энергией, т. е.
каждой ядерной реакции соответствует свой специфический энерге¬
тический спектр нейтрино. Так, водородный цикл, который заканчи¬
вается слиянием ядер легкого изотопа гелия, дает нейтрино с малыми
энергиями (мягкие нейтрино), в других вариантах ядерных реакций
водородного типа энергии нейтрино оказываются в несколько раз
больше, а при углеродном цикле выделяются весьма жесткие нейтри¬
но (т. е. частицы, обладающие значительной энергией). Таким обра¬
зом, по энергетическому спектру нейтрино, приходящих на Землю,
например от Солнца, можно будет судить о характере ядерных реак¬
ций, протекающих в недрах нашего дневного светила.
Теоретические исследования, выполненные в последние годы, по¬
казывают, что в некоторых типах звезд процессы испускания ней¬
трино должны играть существенную роль. Так, в звездах с высокой
температурой и большой плотностью нейтринная светимость должна
преобладать над фотонной (электромагнитной). Нейтрино и антиней¬
трино должны оказывать заметное влияние на эволюцию белых кар¬
ликов. Эти частицы должны играть заметную роль в динамике взры¬
вов Сверхновых.
Изучение нейтринного излучения, приходящего на Землю из кос¬
моса, может дать нам сведения также о том, каким образом происхо¬
дило и происходит образование химических элементов во Вселенной.
Согласно современным представлениям, >самым распространенным в
природе элементом является водород. Остальные же элементы обра¬
зуются из него в результате различных ядерных реакций. Сейчас
мыслимы два основных пути образования элементов — либо в недрах
звезд, либо в нейтринных образованиях большой плотности вне звезд.
В первом случае средняя плотность нейтрино (т. е. количество нейт¬
рино, находящихся в единице объема) должна быть весьма низкой, а
Однако стереоснимки Солнца можно получать уже сейчас. Это обуслов¬
ливается тем, что Солнце довольно быстро вращается вокруг своей оси.
Как известно, период его вращения для экваториальной зоны составляет
около 27 суток. Поэтому при рассматривании двух снимков Солнца, сделан¬
ных в одном месте с часовым интервалом, должен возникать заметный сте¬
реоскопический эффект. На одной из таких стереофотографий поверхности
Солнца отчетливо заметен выступ, имеющий форму протяженной стены.
Вероятно, возникновение этого выступа вызвано действием магнитного поля.
Солнца.
66
их энергетический спектр — примерно таким же, как и у нейтрино,
приходящих на Землю от Солнца. Во втором же случае плотность,
должна быть намного выше, а спектр гораздо более жестким. Таким
образом, экспериментальное изучение свойств нейтрино космическо¬
го происхождения может принести исключительно ценные сведения
о строении Вселенной и природе протекающих в ней процессов.
До недавнего времени существование нейтрино оставалось гипо¬
тетичным. Теперь положение изменилось. Стали известны некото¬
рые ядерные реакции, изучение которых дает возможность экс¬
периментального наблюдения нейтрино и изучения их свойств. Одна
из них (реакция Понтекорво—Дейвиса) заключается в следующем:
при столкновении ядра атома хлора С137 с нейтрино образуются изо¬
топ аргона и электрон, которые в отличие от нейтрино легко наблю¬
дать. В реакции Рейнса—Коуэна при взаимодействии протона с ан¬
тинейтрино (элементарная частица, находящаяся в таком же отноше¬
нии к нейтрино, как позитрон к электрону) образуются нейтрон и
позитрон (частица с массой электрона, но положительным электри¬
ческим зарядом), которые также наблюдать гораздо легче, чем само
нейтрино. При современной технике физического эксперимента мож¬
но с достаточной точностью регистрировать потоки в 1011 нейтрино на
1 см2 за 1 сек при энергиях в 2—6 миллионов электроновольт. Для
наблюдения космических нейтрино необходимо значительное повы¬
шение чувствительности — в 10—100 раз, что вполне возможно в бли¬
жайшем будущем, при сохранении основной идеи существующих ме¬
тодов.
При сооружении нейтринного «телескопа» придется решить проб¬
лему устранения нейтринного фона от Солнца и земной радиоактив¬
ности. Возможно, для этой цели удастся использовать то обстоя¬
тельство, что при некоторых реакциях захвата нейтрино вылетающие
электроны (или позитроны) должны распределяться по различным
направлениям неодинаково, в то время как соответствующее распре¬
деление электронов, образующихся при реакциях с нейтрино фона,
должно быть скорее всего равномерным.
Патрик МУР,
действительный член
Королевского
астрономического общества
ПРОБЛЕМЫ
ЛУНЫ
На лунной поверхности
Несмотря на то, что Луна — ближайший наш сосед в мировом
пространстве, изучение которого ведется уже не только астрономи¬
ческими методами, но и с помощью различных космических аппара¬
тов, предстоит разрешить еще немало проблем, чтобы выяснить
происхождение различных форм ее поверхности.
Первой из таких проблем является вопрос о происхождении лун¬
ных кратеров и морей. Если отбросить массу самых невероятных
гипотез, то нам останется детально рассмотреть только две возмож¬
ности: либо лунные кратеры имеют вулканическое происхождение,
либо они явились результатом бомбардировки поверхности Луны
метеоритами. Метеоритная теория была впервые выдвинута в XIX
веке Ф. Груитуйзеном и несколько позднее возрождена Г. К. Гиль¬
бертом, после чего получила большое распространение.
Нет никакого сомнения в том, что на поверхности Луны существу¬
ют кратеры метеоритного происхождения.
Американский астроном Р. Болдуин составил графики, из которых
видно, что у земных метеоритных и лунных кратеров отношение
68
глубины к диаметру следует одному и тому же закону. В связи с
этим Болдуин рассматривает все крупные лунные кратеры как ре¬
зультат метеоритных ударов. Многие из современных астрономов
разделяют подобную точку зрения.
Однако, на мой взгляд, эта гипотеза вызывает целый ряд серьез¬
ных возражений.
То, что графики Болдуина указывают на сходство форм крате¬
ров на Луне и метеоритных кратеров на нашей планете, несомненно.
Но дело в том, что эти расчеты в равной степени применимы и к
некоторым вулканическим кратерам, обнаруженным на земной по¬
верхности. В июле 1960 г. я посетил Исландию с целью изучения
кратеров вулканического происхождения, в частности кратеров Хвер-
джал и Лудент, и обнаружил у них сходные соотношения диаметра
и глубины.
Таким образом, графики Болдуина оказываются малопригодными
для того, чтобы сделать выбор между противостоящими друг другу
теориями происхождения лунных кратеров.
Если лунные кратеры метеоритного происхождения, то они дол¬
жны были возникнуть в результате хаотичной бомбардировки лунной
поверхности и их распределение также должно быть хаотичным.
Между тем крупные по величине лунные образования располагаются
в виде вытянутых цепочек. Характерными в этом отношении являют¬
ся системы цепей таких кратеров, как Петавий — Лангрен и Птоле¬
мей— Альфонс. Р. Болдуин попытался было отбросить существование
этих цепей как явление чисто иллюзорное, но совершенно ясно, что
подобное объяснение вряд ли можно считать убедительным.
Поскольку цепи крупнейших кратеров как бы выравниваются
параллельно центральному меридиану, не могло ли это явиться ре¬
зультатом того, что гравитационное воздействие Земли местами вы¬
звало образование линий ослабления лунной коры, вдоль которых и
появились указанные выше кратеры? Это предположение было вы¬
двинуто мною в 1956 г.
Выравнивание в цепочки еще более характерно для кратеров мень¬
шего размера, и многие из так называемых трещин, как, например,
трещина Гигинуса, неотделимы от всей цепи в целом. Интересна
в этом отношении Долина Рейта, происхождение которой было де¬
тально изучено Г. Юри. Согласно его предположениям, она образо¬
валась от удара о лунную поверхность гигантского метеорита. Точка
зрения Г. Юри была поддержана Г- Койпером. Однако более вни¬
мательное визуальное изучение Долины Рейта показало, что это
вовсе не трещина, а цепочка кратеров, которая никак не могла обра¬
зоваться таким путем, какой предполагали Юри и Койпер.
Несколько лет назад я обратил внимание на то, что многие из так
называемых круглых горок на лунной поверхности, как, например,
центральная горка кратера Ремер, увенчаны маленькими жерлами
69
или кратерами. Происхождение этих вершинных кратеров Бол¬
дуин отнес за счет случайных попаданий в центральные горки ме¬
теоритов и рассчитал, что таких объектов должно быть видно около
дюжины. Столько их примерно и было известно в 1949 г., когда Бол¬
дуин опубликовал свою работу. Однако между 1952 и 1956 гг., вос¬
пользовавшись 33-дюймовым рефрактором Медонской обсерватории
во Франции, я обнаружил и нанес на карту более 50 таких малень¬
ких кратеров — намного больше того количества, которое могло обра¬
зоваться в результате случайного попадания метеоритов. Наряду с
этим я обратил внимание на особенности поверхности лунных купо¬
лов и опубликовал список их, из которого явствовало, что вершин¬
ные кратеры являются неотъемлемой частью центральных горок.
В равной степени представляет интерес и то обстоятельство, что
когда один кратер образуется на валу другого, как это часто наблю¬
дается на Луне, то маленький кратер, как правило, разрушает боль¬
ший. Наблюдения привели меня к мысли о том, что подобное
расположение «паразитных» кратеров легко объяснимо на основе
вулканической теории, поскольку кратеры более крупного размера
должны были образоваться раньше —в эпоху интенсивной внутрен¬
ней активности Луны. При попытке же объяснения рельефа лун¬
ной поверхности с помощью метеоритной теории мы наталкиваем¬
ся на серьезные трудности. Так, например, когда один кратер раз¬
вели БЫ «ИСЧЕЗЛА» ЛУНА
Что произошло, если бы вдруг «исчез» естественный спутник нашей
планеты Луна? Прежде всего, прекратились бы лунные приливы в водной
и воздушной оболочках, а также в твердом теле Земли. Однако никаких
неприятных последствий это за собой не повлекло бы. Пожалуй, штурманы
морской навигации встретили бы известие об исчезновении нашего естест¬
венного спутника даже с некоторой радостью: ведь тогда они могли бы не
учитывать постоянных изменений уровня Мирового океана, вызванных лун¬
ными приливами. Но, с другой стороны, многие морские порты оказались бы
закрытыми для судоходства. Прекращение «дыхания» Земли, вероятно, по¬
влекло бы за собой известное ослабление тектонической деятельности. Ведь
упругие колебания земной коры, происходящие под действием лунного при¬
тяжения, могут служить своеобразными толчками, ведущими к развитию
землетрясений и других изменений в земной коре. Вероятно, без Луны стали
бы более устойчивыми и атмосферные процессы.
Зато отсутствие Луны нанесло бы весьма чувствительный удар по аст-
70
рушает другой, стены разрушенного кратера просматриваются вплоть
до соединения их валов. Возникновение же вторичного кратера пу¬
тем удара метеорита повлекло бы настолько сильное сотрясение лун¬
ной коры, что уже существующие горные образования оказались бы
разрушенными на значительном протяжении от места удара.
Таковы некоторые трудности, с которыми приходится встречаться
при объяснении происхождения лунных форм метеоритной гипотезой.
Лично я считаю, что наибольшие кратеры имеют не метеоритное, а
вулканическое происхождение. По всей вероятности, они явились ре¬
зультатом поднятий и опусканий лунной коры. Тем не менее вопрос
и по сей день остается открытым, и предстоит еще многое сделать,
чтобы прийти к каким-либо определенным заключениям.
В последнее время вновь поднимался вопрос о существовании лун¬
ной атмосферы. Наблюдения затмений лунным диском источника
мощного радиоизлучения привели Б. Элсмора и К. Уиттфильда к вы¬
воду о наличии у Луны очень разреженной атмосферы, однако ре¬
зультаты этих наблюдений еще не окончательны. Если предположить,
что лунная атмосфера существует, то она может состоять из гелия
и аргона, образующихся в результате радиоактивного распада эле¬
ментов лунной коры. Такая атмосфера не может постоянно удержи¬
ваться Луной. Во всяком случае, создается впечатление, что лунная
атмосфера настолько разрежена, что ею можно пренебречь.
Начало исследования невидимой части лунной поверхности было
положено запуском советской автоматической межпланетной стан¬
ции «Луна-3» в октябре 1959 г. Еще раньше к Луне были запущены
две советские космические ракеты.
рономии. Прекратились бы солнечные затмения, а ведь именно в моменты
полных затмений Солнца, когда Луна перекрывает ослепительный солнеч¬
ный диск, ученые получают единственную возможность наблюдать и изучать
верхние слои солнечной атмосферы, так называемую корону.
Кроме того, в случае исчезновения Луны ученые уже не располагали бы
близким к Земле телом, которое можно было бы сравнивать с нашей пла¬
нетой.
Отсутствие Луны, вероятно, должно было бы оказать известное влия¬
ние и на историю развития науки. Весьма вероятно, что в подобном случае
могло бы задержаться открытие закона тяготения. Ведь хорошо известно, что
этот закон был открыт И. Ньютоном на основе изучения движения Луны
вокруг Земли.
Вообще же говоря, вовсе не исключена возможность, что Луна оказы¬
вает какое-то влияние и на другие геофизические процессы. Подобные связи
могут быть открыты в будущем. А это означает, что «исчезновение» нашего
естественного спутника могло бы оказаться для Земли гораздо большей по¬
терей, чем это кажется на первый взгляд.
71
Фотографии обратной стороны Луны, полученные АМС «Луна-3»,
а затем советской станцией «Зонд-З», дали возможность советским
астрономам составить надежную карту значительной части поверх¬
ности скрытого от нас полушария Луны.
Нет границ той дани восхищения, которого заслуживает работа
группы ученых, сделавших возможными эти уникальные исследо¬
вания.
Изменения на Луне
В течение долгого времени думали, что Луна представляет собой
абсолютно мертвый мир. Ее даже называли «небесным трупом».
Эта точка зрения разделялась, однако, не всеми наблюдателями.
Некоторые из них утверждали, что на Луне могут происходить не¬
большие изменения поверхности. Но кроме В. Пикеринга, американ¬
ского астронома, тщательно изучавшего Луну почти до самой своей
смерти (1938 г.), большинство этих наблюдателей были любителями,
вооруженными сравнительно небольшими телескопами. Астрономы-
профессионалы серьезно не относились к их взглядам.
Совсем другое положение теперь. Во-первых, Луна стала объек¬
том, имеющим непосредственное практическое значение. Запуски пер¬
вого советского искусственного спутника Земли в 1957 г., а затем
Область кратера Альфонс.
| Кратер Альфонс.
трех АМС серии «Луна» в 1959 г. привели к тому, что ученые
всех стран перестали считать космические путешествия необуздан¬
ной мечтой будущего. Поскольку Луна, безусловно, будет первой
целью такого путешествия, профессиональные астрономы, так же как
и любители, стали проявлять к Луне пристальный интерес.
Важным фактором, повлиявшим на изменение точки зрения на
Луну, было открытие, сделанное Н. Козыревым на Крымской астро¬
физической обсерватории в ноябре 1958 г. Козырев обнаружил
вспышку внутри большого, хорошо известного кратера Альфонс. Это
сообщение отличалось от других, подобных ему, тем, что оно осно¬
вывалось не только на непосредственных оптических наблюдениях:
были сделаны фотографии, подтверждающие наблюдения.
В 1956 г. американскому астроному Д. Альтеру удалось получить
фотографии кратера Альфонс, в районе которого были замечены
следы извержения газов. Это привлекло внимание профессора
Козырева. Подробности его наблюдений настолько хорошо всем из¬
вестны, что нет надобности повторять их еще раз. Я хотел бы только
подчеркнуть, что полученные им спектрограммы бесспорны.
То, что произошло в кратере Альфонс, может, вероятно, происхо¬
дить и в других местах; поэтому представление о Луне, как об
73
абсолютно инертном, неизменном теле, нуждается в коренном пере¬
смотре. В связи с этим имеет смысл глубже разобраться в прежних
сообщениях и посмотреть, не могут ли некоторые из них основы¬
ваться на солидных фактах.
Первым в списке переменных объектов на Луне идет кратер Лин¬
ней в Море Спокойствия. До открытия Козырева было широко рас¬
пространено мнение о том, что случай с кратером Линней являлся
единственным, в котором изменение на Луне подтверждалось доволь¬
но убедительными доказательствами.
Кратер Линней расположен более или менее изолированно, В не¬
посредственной близости от него нет сколько-нибудь значительных
образований. Его изучали такие крупные астрономы начала и сере¬
дины XIX века, как немецкие ученые Шретер, Беер, Мэдлер и Шмидт.
Их описания во многом совпадают. Лорман, также опытный наблю¬
датель, писал в 1834 г., что Линней «является наиболее любопытным
кратером поверхности. Диаметр его — 6 миль, он очень глубок и
может наблюдаться в условиях полного освещения». Лорман и Мэд¬
лер сделали зарисовки кратера, измерили его и пользовались этими
данными для своих вычислений.
Шретер оставил нам набросок района кратера Линней, но очень
грубый и неясный. Однако стоит отметить, что еще в 1692 г. Кас¬
сини,~ один из лучших наблюдателей своего времени, сделал отчет¬
ливый набросок поверхности, занимаемой ныне кратером Линней.
Лучшие результаты были достигнуты Юлиусом Шмидтом, не¬
мецким астрономом, который работал большей частью в Афинской
обсерватории. В период 1841—1843 гг. Шмидт шесть раз зарисовал
кратер Линней и каждый раз приходил к выводу, что это крупный
кратер, сходный с кратером Бессель, также расположенным в Море
Спокойствия.
В 1866 г. Шмидт снова проводил наблюдения этого района и
получил другие результаты. Он обнаружил, что Линней уже не был
глубоким кратером. Все, что осталось от него,—это беловатое пятно.
Это удивительное открытие вызвало большую сенсацию.
До этого Беер и Мэдлер составили отличную карту лунной по¬
верхности и заявили, что Луна совсем неизменна; поэтому боль¬
шинство астрономов считало, что продолжать дальнейшие наблюде¬
ния — бесполезная трата времени. Луна была забыта. Когда же
Шмидт объявил о своем открытии, внимание наблюдателей еще паз
обратилось к Луне.
В течение последующих нескольких лет сотни телескопов были
направлены на кратер Линней, было сделано великое множество за¬
рисовок. Результаты этих наблюдений полностью не совпадали, но
?оло:Ра1^1еИ меРе °дно было ясно — глубокий кратер, описанный до
1843 г., больше не существовал.
Нет никаких сомнений в отношении формы кратера Линней в на-
74
стоящее время. В 1952 г. я изучал его с помощью 33-дюймового ре¬
фрактора Медонской обсерватории во Франции и нашел, что кратер
представляет собой небольшое углубление в вершине выпуклого об¬
разования. Это подтвердило более раннее определение, данное в
1948 г. Ф. Торнтоном, известным английским астрономом-любителем.
На Ликской обсерватории были сделаны фотографии, которые пока¬
зывают то же самое.
На основании вышеизложенных фактов, казалось, можно заклю¬
чить, что в какое-то время между 1843 и 1866 гг. старый кратер
Линней исчез с поверхности Луны, вероятнее всего в результате
возмущений лунной коры. Во всяком случае, налицо веские доказа¬
тельства происшедших изменений. Однако вопрос далеко не так
прост.
До 1866 г. единственными активными наблюдателями Луны, на
работы которых можно положиться, были Шретер, Мэдлер, Беер,
Лорман и Шмидт. Большая часть работ Шретера погибла. Карьера
Лормана как астронома была сравнительно короткой. Мэдлер, как
мы уже отмечали, пользовался небольшим телескопом. Когда Шмидт
проводил наблюдения над кратером Линней между 1841 и 1843 гг.,
он был еще очень молодым и неопытным наблюдателем. Если мы
допустим существование старого кратера Линней, мы в таком слу¬
чае должны будем положиться всецело на работы нескольких астро¬
номов, ни один из которых не был хорошо вооружен.
Перед нами выбор. Или ранние наблюдатели ошибались, или из¬
менения кратера Линней действительно имели место. Нельзя быть
ЦВЕТ ЛУНЫ
В последние годы астрономы Харьковской обсерватории под руковод¬
ством директора обсерватории академика Академии наук Украинской ССР
Н. П. Барабашова провели ряд интересных исследований Луны, связанных с
определением цвета ее поверхности. Благодаря применению фотометрии,
изучающей особенности отражения солнечных лучей от лунной поверхности,
радиометрии, позволяющей определять температуру в разных местах и в
разное время, радиоастрономии, изучающей радиоволны, испускаемые самой
Луной, а также фотографированию Луны на цветную пленку с помощью
телескопа-рефлектора украинским ученым удалось выявить многочислен¬
ные цветовые оттенки на поверхности нашего естественного спутника.
На Луне наблюдаются зеленоватые, красноватые, рыжеватые, фиолето¬
вые и другие оттенки. Более светлые участки — горные области — имеют
76
уверенными ни в том, ни в другом, и вопрос вряд ли прояснится до
появления человека на Луне. Я считаю, что изменения возможны,
но большинство селенографов со мной не согласится.
Были сделаны предположения о дальнейших изменениях, которые
происходили после 1866 г. по настоящее время, но они основываются
на очень слабых доказательствах. Гораздо более вероятно, что ни¬
каких изменений кратера Линней в этот период уже не было.
Большие споры вызвал также вопрос о природе белой короны
кратера Линней. Измерения, сделанные полвека назад и подтверж¬
денные позднее, показывают, что во время полного лунного затме¬
ния, когда прямой солнечный свет временно не попадает на лунную
поверхность и температура резко падает, белое пятно заметно увели¬
чивается в размерах.
Сообщения об увеличении белого пятна кажутся очень неубеди¬
тельными, и вполне вероятно, что более точные измерения покажут,
что оно вовсе не имеет места.
Что касается второго случая с кратером Мессье, то он еще менее
убедителен.
Кратер Мессье находится в Море Плодородия. Он меньше 10 миль
в диаметре. Рядом с ним расположен другой кратер, известный рань-
ше под именем Мессье-А. Сейчас он называется кратером Пи¬
керинг в честь В. Пикеринга. Эти «близнецы» примечательны в том
отношении, что от них отходят два любопытных образования, про¬
стирающиеся на восток по направлению к Лаббоку. Вид этих обра¬
зований весьма напоминает загадочные яркие лучи, отходящие в
разные стороны от кратера Тихо и некоторых других. Однако у
кратеров Мессье и Пикеринг мы не наблюдаем лучей в других на¬
правлениях. Общий вид этих кратеров напоминает комету с хвостом.
по преимуществу красноватый оттенок, а лунные низменности — гигантские
«моря» и «океаны» — зеленоватый. Исследования показали, что для южной
горной части лунного диска характерен красноватый оттенок. Красноватые
и зеленоватые тона наблюдаются в Море Дождей, в Океане Бурь преобла¬
дают зеленоватые оттенки. К северо-востоку от кратеров Аристарха и Ге¬
родота обширная холмистая горная область имеет яркую желтовато-зелено¬
ватую окраску, а в середине лунного диска большие пространства интенсив¬
но зеленого цвета.
Наблюдения харьковских ученых позволяют сделать заключение о том,
что по цвету к лунной поверхности ближе всего подходят темные вулкани¬
ческие породы — мелкораздробленные туфообразные лавы. Красноватые от¬
тенки, возможно, — результат окисления при извержении вулканических га¬
зов из недр Луны существовавшей прежде лунной атмосферой.
77
Область «квадрата Мэдлера»
близ кратера Фонтенель.
В период 1829 1837 гг. Беер и Мэдлер сделали свыше 300 за¬
рисовок этого участка лунной поверхности. Согласно их описаниям
кратеры Мессье и Пикеринг абсолютно одинаковы. Совсем другое
дело теперь. Кратер Пикеринг глубже, более отчетливо очерчен и
по форме напоминает треугольник, в то время как кратер Мессье
имеет эллиптическую форму.
Предположение о происходящих перманентных изменениях, одна¬
ко, подрывается, если не совсем опровергается тем фактом, что,
как кажется иногда, «близнецы» не оправдывают своего прозвища'
Я сам сделал более тысячи зарисовок их, начиная с 1938 г. вплоть
до настоящего времени, и результаты не лишены некоторого инте¬
реса. Иногда оба кратера кажутся одинаковыми во всех отноше¬
ниях; иногда кратер Пикеринг намного больше и отличается по
форме; в других случаях Мессье кажется больше.
Эти изменения, конечно, кажущиеся. Они объясняются измене¬
нием угла падения солнечных лучей в сочетании с тем, что стены
кратеров имеют неодинаковую высоту, так как восточная стена Пи¬
керинга, возможно, в два раза выше западной. Вероятно, Беер и
Мэдлер свое основное внимание уделяли «лучам кометы». Необхо¬
димо также снова подчеркнуть, что телескоп, которым они пользо¬
вались, был очень небольшим. Если мы примем все это во внимание,
78
станет ясно, что в действительности здесь не происходит никаких
реальных изменений.
Еще одним примером, который часто приводят, является случай
с образованием, напоминающим «правильный квадрат», недалеко к
западу от кратера Фонтенель на краю Моря Холода. Здесь Мэдлер
зарисовал правильную замкнутую впадину с высокими стенами.
Э. Нейсон, который написал хорошую книгу о Луне в 1876 г., утвер¬
ждал, что это был «идеальный квадрат, ограниченный прямыми стена¬
ми длиной в 65 миль, шириной в милю и высотой в 250—300 футов».
Однако в 1950 г. американский астроном Дж. Бартлет заявил, что
этот «квадрат» больше не существует. Юго-вбсточная стена его от¬
сутствовала, а на расстоянии 20 миль к юго-западу от кратера Фон¬
тенель находился горный массив. Все это привело к оживленной
дискуссии, в которую был вовлечен и я.
Просматривая старые наблюдения, я наткнулся на сделанные
Шретером в 1809 г. наброски, которые полностью отвергали какую-
либо мысль об изменениях. Шретер рисует этот район в его совре¬
менной форме, с отсутствующей юго-восточной кромкой и горным
массивом на юго-западе. Я также обнаружил, что существует низкий
хребет на участке так называемой «стены» и что пространство к
западу немного темнее, чем к востоку. При работе с небольшим те¬
лескопом это создает впечатление замкнутого углубления.
Область кратера Платон.
Несомненно, именно это привело Мэдлера к неправильному
выводуЯ испробовал два телескопа — 3-дюймовый рефрактор и
12,5-дюймовый рефлектор — и обнаружил, что так называемая зам¬
кнутая впадина более отчетливо вырисовывается при наблюдении в
меньший телескоп. Большой телескоп раскрывает подлинную ее при¬
роду. Шретер же использовал рефлектор с диаметром зеркала
19 дюймов и поэтому не попался в ту же ловушку. Примечательно,
что за последние полвека, когда для лунных исследований стали при¬
меняться все более мощные телескопы, не появлялось сообщений об
объектах, претерпевших радикальные изменения.
Вторая категория предполагаемой лунной активности представляет
собой дымку над различными частями лунной поверхности. Эта дым-
ка была названа «туманом», но это название совершенно неверно.
Наиболее известным объектом, где наблюдается такая дымка, яв¬
ляется крупный, с темным дном, кратер Платон, имеющий 60 миль
в диаметре и очень хорошо заметный при любом угле освещения
Внутри этого кратера находятся другие хорошо заметные детали. Как
утверждают, время от времени эти детали становились невидимыми,
хотя в это время они безусловно должны были наблюдаться. Я лично
тоже могу засвидетельствовать один такой случай. На этом основа¬
нии делается вывод, что какое-то выделение газа временно закры¬
вает небольшие объекты. То же самое, как утверждают, происходит
и с другими кратерами, имеющими темное дно, в том числе (что
очень примечательно) называют кратер Альфонс.
Упомянутая дымка приписывается не только кратерам с темным
дном.~ 10 февраля 1949 г. Торнтон, используя прекрасный 18,5-дюй-
мовыи рефлектор, описал «клуб беловатого пара» над частью боль¬
шой трещины, отходящей от Геродота — кратера, примыкающего к
Аристарху. Торнтон, очень осторожный и опытный наблюдатель,
утверждал, что беловатая дымка окутала все детали местности пло¬
щадью во много квадратных миль, в то время как окружающие райо-
ны вырисовывались резко, и отчетливо.
Возникает невольное желание попросту отмахнуться от этих на-
блюдений, расценив их как ошибки наблюдателей-любителей, однако
возмущение, замеченное в кратере Альфонс Козыревым в ночь с
3 на 4 ноября 1958 г., представляет все дело в другом свете.
На основании сведений, полученных от Козырева в конце 1958 и
начале 1959 г., я предпринял тщательное изучение старых сообщений
и обнаружил, что кратер Альфонс уже давно рассматривали как
район возможной активности. Например, в 1882 г. Клейн назвал его
«одним из самых активных районов на Луне».
Следует также упомянуть о «потемнениях», которые наблюдали
некоторые исследователи в различных районах лунной поверхности.
В частности, В. Пикеринг на протяжении многих лет изучал кратер
Эратосфен и описал в нем темные пятна, которые он считал пере¬
80
мещающимися, Он принял их за некое подобие растительности или
даже за огромную массу насекомых. В результате же своих наблю¬
дений я пришел к выводу, что хотя эти пятна и в самом деле су¬
ществуют, они никуда не перемещаются. Вне всякого сомнения,
сама идея о существовании в этом районе растительности или насе¬
комых должна быть отвергнута.
Какой же вывод может быть сделан на основании имеющихся
данных?
В большинстве случаев сообщения об изменениях на Луне осно¬
вываются на несовершенных наблюдениях, и их можно не принимать
всерьез. В некоторых случаях, однако, имеются более веские дока¬
зательства: в случае с кратером Линней они значительны, в случае
с кратером Альфонс — убедительны. Это означает, что старые со¬
общения не так легко отбросить. Это означает также, что районы
предполагаемой активности необходимо тщательно изучать.
Не мешало бы установить согласованную систему наблюдений
за теми районами, где подозревается наличие лунной активности.
Любители, обладающие достаточным опытом и хорошими инструмен¬
тами, могли бы оказать в этом отношении неоценимую услугу. В этой
связи было бы желательно выработать приемлемую для всех про¬
грамму совместной работы.
Проблемы остаются, но сейчас кажется вероятным, что Луна—
не совсем мертвое, абсолютно инертное тело, какой ее. обычно счи¬
тали астрономы. Несомненно, что здесь открывается огромное поле
для исследований. Чем больше мы узнаем о Луне, тем больше она
привлекает нас.
В. С. ТРОИЦКИЙ
доктор физ.-мат. наук
ЛУНА —ОБЪЕКТ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Советская автоматическая станция «Луна-9» совершила мягкую
посадку на Луну. Мне, специалисту по радиоастрономии, много лет
имеющемуся исследованием Луны, особенно интересно изучить
фотоснимки, переданные «Луной-9».
Астрономия, астрофизика всегда были одним из главных направ¬
лении в развитии науки, но часто казались слишком отвлеченными
и далекими от практики жизни, а по методу исследования отгоро¬
женными барьером недосягаемости. Спутники и космические ракеты
преодолели этот барьер, и «космические науки» стали «земными»
лучения космических объектов, таких, как звезды? или *на“йсследо-
сис-
1 июли ^земньи
вРемя астрофизика основывалась на изучении светового
вании отраженного света при изучении планет' Солнечной <
темы.
В последние годы возникла новая наука — радиоастрономия Это
часть астрофизики. Она занимается исследованием космоса по его
радиоизлучению. Найдены новые космические объекты, интенсивно
излучающие радиоволны.
Особенно интересные результаты получены в связи с исследова¬
ниями Луны по ее собственному излучению.
Что же до сих пор было известно нам о верхнем слое Луны? На-
82
ши исследования показали, что свойства вещества верхнего слоя
Луны во многом отличны от свойств земных покровов. Это позво¬
ляет назвать лунную породу «лунитом».
Верхний слой лунного вещества весьма порист. Его плотность
составляет около половины плотности воды и, по-видимому, увели¬
чивается в 1,5—2 раза уже на глубине 3—5 см. Далее плотность мед¬
ленно растет до глубины 3—10 м, где, вероятно, довольно резко воз¬
растает до плотности скальных пород.
Поскольку в вакууме частицы пород сцепляются, то можно ду¬
мать, что на Луне структура является твердопористой, возникшей ли¬
бо благодаря дроблению материала метеоритами в пыль и ее цемен¬
тации, либо путем застывания лавы при бурном выделении газов в
вакуум и ее вспучивании.
Лунит похож на силикатные горные земные породы и, следова¬
тельно, может быть образован силикатами. Величина затухания волн
в луните соответствует вулканическим пеплам, туфу, отчасти базаль¬
ту и т. п. Однако эти породы должны находиться в сильно пористом
состоянии.
Самый интересный и неожиданный результат точных радиоизме¬
рений состоит в том, что температура лунных недр растет в пори¬
стом слое примерно на 2—5 градусов на каждый метр глубины. На
дне пористого слоя, т. е. на глубине 3—10 м, на 20 25 градусов теп¬
лее, чем на поверхности.
Рост температуры в глубину естественнее всего объясняется
существованием горячих недр, дающих поток тепла изнутри. В насто¬
ящее время поток тепла из недр связывается с выделением тепла
благодаря распаду радиоактивных элементов — урана, тория и
изотопа калия, находящихся во всех породах. Если это так, то такой
большой поток может быть объяснен более высокой концентрацией
радиоактивных элементов в веществе Луны, чем в веществе Земли
или метеоритах.
Все сведения получены в результате применения методов анализа
экспериментальных данных о собственном излучении Луны. При
этом широко использовались электронно-вычислительные машины, без
применения которых в исследовании Луны в настоящее время нельзя
получить сколько-нибудь точных результатов. Конечно, в изучении
Луны с Земли по ее излучению имеются и противоречия в некоторых
экспериментальных данных, а также противоречия, например, с ло¬
кационными исследованиями Луны, в результате которых получается
почти в 2 раза большая плотность лунита и т. п.
Новые методы исследования Луны начали проводиться после при¬
лунения станции «Луна-9». Разнообразные данные, которые получены
непосредственно с Луны, вместе с данными радио- и оптической
астрономии помогут в короткий срок более детально выяснить, что
же представляет собой Луна.
83
Уникальные фотоснимки лунной поверхности уже начали обра¬
батываться специалистами. В этом отношении очень важно, что вы¬
бранный для мягкой посадки «Луны-9» «морской» район типичен во
многих отношениях для всей Луны и представляет поэтому интерес
для детального обследования. Уже самые первые снимки позволяют
говорить о том, что советские исследователи Луны шли к изучению
нашего естественного спутника правильным путем. Очень радостно
было узнать, например, что в районе станции поверхность Луны
твердая (не было существенного погружения станции в грунт), не
обнаружено заметных следов пыли на поверхности Луны.
Нашим представлениям о Луне соответствует и то, что ее по¬
верхность оказалась очень шероховатой, имеет много мелких углуб¬
лений и бугорков.
Выдающееся научное достижение — посадка на Луну советской
автоматической станции «Луна-9» расширяет возможности изучения
Луны человеком.
Снимок лунного ландшафта, видимого со станции «Луна-9».
Внизу снимка видны части станции.
84
3 Е М ЛЯ—Л УНА
Еще в 1957 году советский ученый В. А. Егоров теорети¬
чески рассчитал траектории полетов к Луне.
Решение подобной задачи связано с преодолением значи¬
тельных математических трудностей. Хотя движение ракет к
Луне на «пассивном» участке и подчиняется законам «небес¬
ной механики», но по своему характеру оно мало походит
на движение небесных тел Солнечной системы. Поэтому при¬
меняемые в обычных астрономических расчетах способы к
данному случаю не приложимы. Пришлось разработать спе¬
циальную методику точных и приближенных расчетов. Зна¬
чительная часть вычислений, а также многократная проверка
результатов осуществлялась с помощью быстродействующей
электронно-вычислительной машины.
Снимок лунного ландшафта, видимого со станции «Луна-9».
Вертикальная полоса в левой части снимка — антенна, а в пра¬
вой части — двухгранное зеркало на станции, в котором отра¬
жаются участки лунной поверхности.
35
Был получен ряд интересных результатов. Например, оказа¬
лось, что распространенное мнение о том, что для достижения
Луны баллистической ракетой необходимая минимальная ско¬
рость около 11,1 км в секунду, не вполне соответствует
действительности. Оказывается, космическая ракета может
достичь Луны уже при начальной скорости около 10,85 км
в секунду. Однако произойдет это не сразу. Сперва ракета
выйдет на вытянутую эллиптическую орбиту с максимальным
удалением от Земли на расстояние, равное приблизительно
270 тыс. км, и станет таким образом своеобразным спутником
Земли. Но в дальнейшем, при каждом обороте притяжение
Луны будет изменять эту орбиту, в результате чего ее апо-
гейное расстояние должно медленно увеличиваться. В конце
концов орбита ракеты достигнет Луны. Однако подобная
схема запуска не представляет практического интереса, по¬
скольку ракета, прежде чем добраться до лунной орбиты,
должна будет совершить несколько сот оборотов.
В свое время в популярной литературе можно было встре¬
тить утверждение о том, что для достижения Луны достаточ¬
но вывести ракету в точку, где притяжение Луны равно
притяжению Земли. Однако математические расчеты показа¬
ли, что такое представление также является неправильным.
Подобное явление могло бы осуществиться только в том
случае, если бы Луна была неподвижна по отношению к
Земле. В действительности же Луна перемещается по своей
орбите с большой скоростью, около 1 км в секунду.
При вычислениях лунных орбит принимается во внимание
«сфера действия» Луны. Это та область, где влияние лунного
притяжения сказывается на траектории ракеты в большей
степени, чем влияние притяжения Земли. Расчеты показы¬
вают, что радиус этой области составляет около 66 тыс. км.
Вычисления привели ученых также к выводу, что даже та
ракета, которая запущена с Земли по эллиптической, т. е. по
замкнутой орбите, внутри сферы действия Луны всегда будет
двигаться по гиперболе, т. е. по разомкнутой кривой. А это
значит, что ракета не может стать спутником Луны. Для
этого необходимо дополнительное включение двигателя.
Любопытно также, что ракета не везде может проникнуть
в сферу действия Луны. Так, например, это оказывается не¬
возможным в тех случаях, когда ракета догоняет Луну в ее
движении по орбите.
Была решена также очень интересная задача о разгоне и
торможении космических ракет с помощью Луны.
Оказывается, в том случае, когда ракета пролетает мимо
Луны в достаточной близости от нее, лунное притяжение
86
приводит к дополнительному разгону ракеты, вследстяии
чего скорость ее возрастает примерно на 1 км в час. Этим
своеобразным природным ускорением можно пользоваться,
например, при осуществлении межпланетных полетов. Наобо¬
рот, при возвращении межпланетных ракет на Землю с по¬
мощью Луны может быть осуществлено предварительное
торможение.
ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЛУНЫ
Расчеты показывают, что космический аппарат, летящий
по трассе Земля — Луна, не может без дополнительной кор¬
рекции превратиться в искусственный спутник Луны.
По мере удаления от Земли скорость лунной ракеты, кото¬
рая при выходе на орбиту составляет около 11,2 км!сек,
под действием земного притяжения постепенно уменьшается.
Однако по мере приближения к цели она вновь начинает
возрастать за счет притяжения Луны и вблизи нее достигает
2,5 км!сек. Между тем первая космическая, или круговая
скорость для Луны составляет на высоте 10 км 1,67 км!сек,
а на высоте, равной радиусу Луны, — 1,19 *м[сек. Поэтому
аппарат, движущийся по орбите Земля — Луна, должен за
счет большой скорости либо пролететь мимо Луны, либо
упасть на ее поверхность.
Чтобы превратить этот аппарат в спутник Луны, необходи¬
мо уменьшить в определенный момент скорость его движе¬
ния с помощью тормозной двигательной установки, сообщить
ему тормозной импульс.
С энергетической точки зрения, выгоднее осуществлять
переход на орбиту спутника Луны с траектории, которая яв¬
ляется касательной к этой будущей орбите, а не пересекает
ее. Это объясняется тем, что в первом случае тормозной
импульс будет направлен противоположно скорости движе¬
ния космического аппарата, а во втором — под утлом к ней.
Поэтому второй вариант требует большего расхода топлива
на торможение. Таким образом, при решении задачи созда
ния искусственного спутника Луны невыгодно пользоваться
траекториями попадания, т. е. такими орбитами, которые пе¬
ресекаются с лунной поверхностью.
Следует отметить, что расход топлива на торможение кос¬
мического аппарата при создании спутника Луны меньше,
чем расход при осуществлении мягкой посадки.
При выборе параметров орбиты искусственных спутников
Земли приходится учитывать величину сопротивления воздуха
87
на различных высотах. Но так как Луна лишена атмосферы,
то для ее спутников подобные соображения не играют роли.
Однако было бы неверно думать, что все орбиты лунных
спутников равноправны. Хотя космический аппарат, обра¬
щающийся по такой орбите, не испытывает сопротивления
среды, его движение подвержено возмущениям со стороны
Солнца и в особенности со стороны Земли.
Под действием таких возмущений орбита лунного спутника
довольно быстро деформируется. И если спутник движется в
плоскости, перпендикулярной плоскости лунной орбиты, то он
в конце концов должен погибнуть. Наименее чувствительны
к возмущениям орбиты спутников, лежащие в плоскости ор¬
биты Луны. Такие орбиты под действием земного притяже¬
ния периодически сжимаются и растягиваются. Для того
чтобы спутник двигался по подобной орбите достаточно
длительное время, она не должна быть ни слишком низкой,
ни слишком высокой. В первом случае за счет сжатия ор¬
биты спутник может удариться о лунную поверхность, а во
втором — в результате растяжения орбиты выйти из сферы
действия Луны и перестать быть ее спутником.
СОВЕТСКИЙ ВЫМПЕЛ
НА ПЛАНЕТЕ ВЕНЕРА
Советская наука одержала еще одну выдающуюся победу.
Посланные 12 и 16 ноября 1965 г. к планете Венера косми¬
ческие станции «Венера-2» и «Венера-3» завершили экспери¬
мент. После трех с половиной месяцев полета советская
автоматическая станция «Венера-3» достигла планеты Венера
и доставила на ее поверхность вымпел с Гербом Союза Со¬
ветских Социалистических Республик. Столь точного попа¬
дания удалось достигнуть благодаря коррекции движения
станции, успешно осуществленной 26 декабря 1965 г.
27 февраля 1966 года советская автоматическая станция
«Венера-2» прошла на расстоянии 24 тыс. км от поверхности
Венеры. Эта станция совершила свое движение без корректи¬
ровки, так как была выведена на орбиту с очень высокой
точностью.
Идет успешное освоение космических трасс, и недалеко
время, когда автоматические станции принесут множество
новых чрезвычайно важных сведений о наших соседях по
Солнечной системе.
Как известно, Венера расположена значительно дальше от
Земли, чем Луна, Если Луна удалена от Земли на несколько
сот тысяч километров, то расстояние до Венеры измеряется,
даже в моменты наибольшего сближения, 40 млн. км. Поэто¬
88
му изучение нашей ближайшей космической соседки астро¬
номическими методами связано с весьма большими трудно¬
стями.
Эти трудности усугубляются еще и тем обстоятельством, что
Венера упорно «скрывает от нас свое лицо». Дело в том,
что Венера окружена атмосферной оболочкой, которая была
открыта еще Михаилом Ломоносовым. Облачная пелена Ве¬
неры совершенно непрозрачна, и если бы мы очутились на
поверхности этой планеты, то были бы навсегда лишены
вида Солнца и звездного неба. На Венере всегда пасмурно,
небо затянуто сплошной пеленой. Поэтому, рассматривая
Венеру в телескопы, мы не видим поверхности планеты, а
наблюдаем лишь ее контуры, но не больше...
Известно, что атмосфера Венеры богата углекислым газом,
относительное содержание которого составляет около 10%.
Особенно много этого газа содержится в верхних слоях.
Есть свидетельства о наличии в газовой оболочке Венеры
водяного пара, но их нельзя считать полностью достовер¬
ными, поскольку данные, полученные различными исследо¬
вателями, довольно разноречивы.
Несколько лет назад советский астроном В. Прокофьев
обнаружил в атмосфере планеты Венера присутствие молекул
кислорода. Однако количество этого газа, видимо, весьма
невелико. Во всяком случае, измерения, проведенные в Крыму
в последнее время, показали, что в верхних слоях атмосфе¬
ры Венеры содержание кислорода не превосходит 0,1 % его
содержания в таких же слоях атмосферы Земли.
Основные компоненты атмосферы планеты пока что уста¬
новить не удалось. Возможно, это аргон или азот. Во всяком
случае наблюдения советского ученого проф. И. А. Козырева
свидетельствуют о наличии азота. Однако эта проблема нуж¬
дается в дальнейшем исследовании.
Что касается размеров Венеры, то они определены доста¬
точно точно. Радиус планеты всего на несколько сот кило¬
метров меньше радиуса Земли, и поэтому масса Венеры
почти равна земной. Килограммовая земная гиря весила бы
на поверхности Венеры около 850 г.
Важные данные о физических условиях на поверхности
Венеры были получены за последние годы благодаря радио¬
методам. Советские исследователи под руководством акаде¬
мика В. Котельникова осуществили радиолокацию Венеры.
Было отмечено, что условия отражения радиоволн поверхно¬
стью планеты исключают наличие больших водных пространств,
хотя в целом поверхность планеты более гладкая, чем,
например, поверхность Луны.
89
Радиолокация позволила, например, измерить скорость су¬
точного вращения Венеры. Планета делает один оборот во¬
круг своей оси приблизительно за 250 земных суток.
Радиоастрономия позволила измерить температуру поверх¬
ности Венеры. Она оказалась довольно высокой — около
400° Цельсия. В частности, советскому ученому А. Кузьмину
удалось обнаружить «полюс холода» Венеры. Температура
здесь составляет плюс 170 градусов. Это самая холодная точка
планеты.
Изучение Венеры с близкого расстояния с помощью авто¬
матических космических станций представляет огромный на¬
учный интерес. Оно позволит в дальнейшем проверить и
уточнить астрономические данные и получить новую ценную
информацию о планете.
Полет советских станций «Венера-2» и «Венера-3»—новый
важный шаг в изучении небесных тел. Непосредственный
контакт с другими отдаленными от нас мирами, еще до
вчерашнего дня считавшийся фантастикой, сейчас уже не
является мя науки невозможным.
земля
М. Г. КРОШКИН
Геофизика и космос
И. Б. ШИШКИН
Загадка земного ядра
Б. Л. ГЛЕБОВ
Внутреннее тепло Земли
М. У. САГИТОВ
Сейсмические и
гравиметрические
измерения в Антарктиде
Г. ЛАЙОНС
Атомные часы
М. Г. КРОШКИН,
кандидат физ.-мат. наук
ГЕОФИЗИКА И
КОСМОС
Космические исследования как самостоятельная и плодотворная
область научных исследований исключительно молоды. Их история
начинается, по существу, с запуска первого искусственного спутника
Земли, когда наука получила эффективный инструмент прямого экс¬
периментального изучения космоса, окрестности Земли, других не¬
бесных тел.
Срок совсем небольшой, но как много сделано за эти несколько
лет! Запущено несколько сотен искусственных спутников и космиче¬
ских ракет, достигнута Луна, окрестности Марса и Венеры, более
двадцати советских и американских космонавтов совершили орбиталь¬
ные полеты.
Во время запусков спутников и космических ракет выполнены
разнообразные физические эксперименты, имеющие фундаментальное
значение для геофизики, астрономии, биологии и других областей
знания.
Сейчас уже нелегко в одной короткой обзорной статье даже про¬
сто перечислить все те многочисленные научные результаты, которые
получены в ходе осуществления космических исследований: их изло¬
жению посвящены многие сотни работ, опубликованных в мировой
94
научной литературе, для их обсуждения созывались десятки различ¬
ных симпозиумов, конференций, конгрессов, в том числе и между¬
народных.
Если говорить о том, какие области знания получили наибольшие
выгоды от использования ракет и спутников, то в первую очередь
следует назвать геофизику. Действительно, большая часть получен¬
ных результатов так или иначе связана с нашей планетой. Кроме
того, коль скоро мы говорим о значении космических исследований,
то в первую очередь приходится обращаться к тем исследованиям,
практическое значение которых наиболее очевидно. Именно эти два
обстоятельства и являются причиной того, что основное внимание в
данной статье будет уделено именно геофизическим исследованиям
с помощью ракет и спутников.
Земля — такое же космическое тело, как и другие планеты. В этом
смысле у нее равное с другими небесными телами право быть объ¬
ектом космических исследований. Но Земля «доступнее» других не¬
бесных тел для изучения с помощью ракет и спутников. Эти до¬
воды говорят в пользу геофизических ракетных исследований, эти
доводы объясняют, почему первые взоры человека, приступившего
к освоению космического пространства, были обращены к Земле.
Изучение нашей планеты с помощью ракет и искусственных спут¬
ников имеет своей очевидной целью более полное и эффективное
использование ее природных богатств на благо человечества. Как это
ни парадоксально на первый взгляд, но той же цели служат и кос¬
мические исследования. В самом деле: чем полнее мы изучим состав
и строение других небесных тел, чем лучше мы будем знать физи¬
ческие процессы, протекающие в космическом пространстве, на Солн¬
це и на других планетах, тем больше будет у нас исходных данных
для космогонических обобщений, для достоверного суждения о про¬
исхождении и эволюции Солнечной системы и, в частности, нашей
собственной планеты. А это, в свою очередь, будет очень важным
материалом для суждения о ее строении и эволюции и в конечном
счете наряду с прямыми методами исследования Земли будет служить
целям практического использования ее ресурсов человеком.
В качестве одного из примеров такого косвенного изучения Земли
можно привести эксперименты по обнаружению магнитного поля Лу¬
ны, поставленные на автоматических межпланетных станциях «Лу¬
на-2» и «Луна-10». Как известно, и прямые измерения магнитного по¬
ля, и поиски захваченных заряженных частиц вблизи Луны дали отри¬
цательный ответ на вопрос о существовании у Луны магнитного поля.
Этот результат — веский, а может быть, и решающий довод в пользу
тех гипотез о происхождении магнитного поля Земли, которые
связывают его с наличием мощных токовых систем в жидком ядре,
с быстрым вращением планеты, и, наоборот, он исключает объясне¬
ние земного магнетизма наличием крупных магнитных масс в глу¬
95
бинных слоях земной коры. Это, в свою очередь, дает основание для
более достоверного, нежели ранее, суждения о строении и составе
внутренних областей земного шара, недоступных пока прямому из¬
учению. Предположение об отсутствии жидкого ядра у Луны обосно¬
вывается, в свою очередь, результатами астрофизических исследова¬
ний ее и ни в коей мере не противоречит обнаруженным следам вул-
канинеской деятельности на Луне (выброс газов в кратере Альфонс).
Другой пример. Известно, что основные теоретические предпо¬
сылки работ, которые ведутся в настоящее время в области упра¬
вляемых термоядерных реакций, получены в результате изучения
процессов, протекающих на Солнце и звездах. Это изучение осу¬
ществлялось до последнего времени методом спектрального анализа.
Легко представить, какое значение для этих работ имеют данные,
полученные при изучении подобных процессов вне земной атмосфе¬
ры с помощью ракет и искусственных спутников. Космическое про¬
странство, Солнце и звезды могут стать естественной лабораторией
для физиков.
Остановимся подробнее на геофизических исследованиях, значе¬
ние которых для практических потребностей человека наиболее не¬
посредственно, и на той роли, которую в этих исследованиях играют
ракеты и спутники.
Одним из путей изучения геологического прошлого нашей планеты яв¬
ляется исследование истории земного магнетизма.
Этими проблемами занимается молодой раздел современной геофизики,
изучающий так называемый палеомагнетизм.
Несколько лет назад было обнаружено, что многие горные породы, из
которых сложена земная кора, обладают остаточным магнетизмом. Его воз¬
никновение относится к тем временам, когда эти породы, изверженные из
земных недр, находились в разогретом состоянии. Под действием земного
магнитного поля, происходило их намагничивание. При остывании направ¬
ление этого поля как бы закрепляется в веществе и впоследствии может
быть обнаружено. Следы магнитного поля Земли хранятся и в осадочных
породах. Когда мелкие зерна магнитных пород оседают на дно водоемов,
они ведут себя словно маленькие магнитные стрелки и ориентируются в со¬
ответствии с~ направлением земного магнитного поля в данном месте.
С другой стороны, в распоряжении геологов имеется целый ряд мето¬
дов, позволяющих достаточно надежно определить возраст тех или иных
земных пород.
Сопоставляя эти данные между собой, можно определить, какое направ¬
ление в том или ином районе нашей планеты имело земное магнитное поле
в определенные исторические эпохи.
96
С развитием народного хозяйст¬
ва все более и более необходимым
становится детальное изучение
планеты, на которой мы живем.
Для промышленности требуются
все большие и большие сырьевые
и энергетические ресурсы, а для
этого нужно знать распределение
полезных ископаемых в земной
коре — как на суше, так и под
океаном. Эффективное ведение
сельского хозяйства требует доста¬
точно надежного прогнозирования
метеорологических процессов, и,
возможно, недалеко то время, ког¬
да окажется необходимым и ак¬
тивное вмешательство в них чело¬
века. Ждут более полного хозяйст¬
венного использования моря и
океаны.
Однако до последнего времени
мы почти ничего не знали о фи¬
зических и биологических особен¬
ностях океанских глубин, о геоло¬
гии морского дна. Земная кора бы¬
ла жучена в лучшем случае на не¬
сколько километров: самые глубо¬
кие шахты и скважины достигают
глубины только 5—7 км, а число
их очень невелико. Воздушный
океан стал доступен изучению до
высот порядка 30 км лишь с изоб¬
ретением радиозондов, и то этот
метод исследования не претендо¬
вал на достаточную точность.
Строение глубинных слоев пла¬
неты, физические процессы, про¬
исходящие в них, природа магнит¬
ного поля—все это до сих пор про¬
должает оставаться неизвестным,
и на этот счет существуют только
более йли менее правдоподобные
гипотезы. Для их подтверждения
или опровержения необходимы прямые исследования, что весьма
затруднительно, или же достоверные косвенные данные.
Особенность геофизических процессов заключается в том, что для
суждения относительно их причинности и взаимосвязи, для получе¬
ния надежных результатов требуется широко разветвленная сеть
станций и достаточно частое проведение научных измерений в единые
сроки и по единой программе.
В пределах одной страны это можно осуществить сравнительно
легко, но пользы от этого было бы мало: необходимы данные по все¬
му земному шару, иначе нельзя будет отличить локальные явления
от планетарных, нельзя будет найти взаимосвязь между геофизиче¬
скими процессами в различных уголках земного шара.
Именно поэтому, начиная еще с прошлого века, геофизики раз¬
личных стран старались договориться о проведении исследований по
единой программе: в 1882—1883 гг. был проведен первый полярный
год, в 1932 1933 гг.— второй, а в 1957—1958 гг.— Международный
геофизический год, в проведении которого приняли участие 65 стран.
Сеть из 2000 геофизических станций охватила весь земной шар. В
1964—1965 гг. проводился Международный год спокойного Солнца.
Обычные, традиционные методы исследований исключали воз¬
можность изучения верхней атмосферы, регистрации магнитного по¬
ля, первичного космического излучения и коротковолнового излуче¬
ния Солнца на больших удалениях от земной поверхности, исклю¬
чали возможность проведения прямых ионосферных и других иссле¬
дований. Более того, многие чисто «земные» эксперименты требовали
вынесения аппаратуры на большие расстояния от Земли. Оказалось,
что «со стороны виднее».
Самолеты и аэростаты не могли быть использованы для этой цели.
Оставалось одно-единственное средство, предложенное, кстати, имен¬
но для исследовательских целей еще в конце прошлого века
К. Э. Циолковским,— ракета. Исследовательские ракеты позволили
поднять приборы на большие высоты над Землей, осуществить во
время МГГ широкую программу исследований. Вслед за ракетами
научную аппаратуру понесли искусственные спутники Земли. Оба
эти метода исследований сыграли большую роль и во время Между¬
народного года спокойного Солнца. Это иллюстрируется, в частности,
результатами такого исключительно интересного научного экспери¬
мента, как запуск космических систем, состоящих из двух спутни¬
ков — «Электрон-1» и «Электрон-2»; «Электрон-3» и «Электрон-4».
У различных видов исследований свои преимущества и свои не¬
достатки. Основной недостаток ракетного зондирования — кратко¬
временность эксперимента и получение данных над ограниченной
частью поверхности земного шара. Преимущество — возможность
98
проведения эксперимента в заданной точке и в заданное время, воз¬
можность спасения исследовательской аппаратуры и взятия проб
воздуха, возможность осуществления «вертикального разреза»— ре¬
гистрации распределения той или иной величины в зависимости от
высоты в том числе и на тех высотах, где спутники не могут суще¬
ствовать длительное время (менее 160—180 км).
Поэтому нельзя отдавать абсолютное предпочтение тому или ино¬
му методу исследований. Необходимо разумное сочетание обоих ме¬
тодов с общим комплексом наземных геофизических наблюдений.
Общее для геофизических исследований требование — комплекс¬
ность эксперимента приводит к предпочтению использования тяже¬
лых ракет и тяжелых спутников, так как они могут доставить боль¬
шее количество сопоставимых между собой данных. В этом случае
ценность одного комплексного эксперимента будет во много раз
выше, нежели простая сумма ценностей отдельных экспериментов,
осуществленных в разное время. Именно этим и вызвано стремле¬
ние советских исследователей использовать в каждом запуске боль¬
шие комплекты самой разнообразной аппаратуры.
Важнейшим событием МГГ следует считать запуск первого в исто¬
рии Земли искусственного спутника, вслед за которым был выведен
на орбиту еще ряд спутников. Искусственные спутники сразу же
стали эффективными инструментами исследования Земли и верхних
слоев атмосферы — преддверия космического пространства. С их по¬
мощью были подтверждены и уточнены данные, полученные ранее в
результате ракетных исследований. В особенности это относится к
изучению ионосферы и физических свойств верхней атмосферы.
Изучение плотности воздуха по эволюции орбит спутников под¬
твердило изменчивость характеристик верхней атмосферы, ее исклю¬
чительно сильную зависимость от Солнца. С помощью'спутников бы¬
ли выполнены и такие уникальные эксперименты, как обнаружение
и изучение радиационных поясов Земли, исследование магнитного
поля на больших удалениях от нашей планеты, уточнение формы
Земли по наблюдениям за смещением орбиты спутников и другие.
Искусственные спутники сейчас запущены тремя странами: Совет¬
ским Союзом, США и Францией. Но фактически в осуществлении экс¬
периментов со спутниками приняло участие гораздо большее число
стран. За спутниками наблюдали в Чехословакии, Польше, ГДР, Венг¬
рии, Англии, Японии и многих других странах.
Все эксперименты, проводившиеся с помощью ракет и искусствен¬
ных спутников, можно условно разделить на исследование структу¬
ры верхней атмосферы, исследование ионосферы, исследование маг¬
нитного поля, космических лучей и излучений Солнца, геодезичес¬
кие исследования и, наконец, на такие специфические космические
исследования, как исследования других небесных тел, межпланетного
пространства и микрометеорных тел.
99
Изучение структуры верхней атмосферы осуществлялось как пу¬
тем непосредственных измерений давления, температуры и состава
атмосферы, так и путем наблюдений за эволюцией орбит искусствен¬
ных спутников Земли под действием силы сопротивления воздуха.
В США для изучения строения верхней атмосферы с помощью
ракет использовались также так называемые гранатные эксперимен¬
ты и «падающие сферы» с акселерометрами. Суть первых заключа¬
ется в осуществлении взрывов гранат, выбрасываемых на различных
высотах из ракеты во время ее подъема, и регистрации приходящей
на землю акустической волны. Вычисление скорости ее распростране¬
ния дает возможность определить скорость ветра и температуры на
различных высотах.
Наблюдения за «падающими сферами» позволяли по замеренным
велйчинам ускорений определить плотность атмосферы на различ¬
ных высотах.
На высоте 225 км плотность атмосферы оказалась равной 2,12Х
Х10~13 г/см3, а на высоте 500 км —2,21 • 10~15 г/см3*. Эти значения на¬
много выше тех, которые предполагались на основании теоретических
соображений. Правда, необходимо учитывать, что замеры были выпол¬
нены во время максимума солнечной активности, когда влиянйе Солн¬
ца на верхнюю атмосферу было наиболее сильным. Вскоре оказа¬
лось, что со снижением индекса активности плотность и температура
сильно уменьшились. Было установлено далее, что плотность атмо¬
сферы с течением времени и в зависимости от места может изменять¬
ся весьма сложным образом. Обнаружены, в частности, изменения
плотности от экватора к полюсу, от зимы к лету, от дня к ночи, а
также и более кратковременные колебания. Все эти изменения яв¬
ляются результатом, с одной стороны, приливного действия Солнца
и Луны, а с другой стороны, неравномерного нагревания солнечными
лучами верхней атмосферы.
Влияние Солнца на плотность верхней атмосферы проявляется не
только в суточных и сезонных циклах — обнаружена также тесная
связь изменений плотности и с колебаниями солнечной активности.
Уже давно было замечено, что количество пятен на Солнце периоди¬
чески изменяется, причем довольно сложным образом: установлены
пятилетний, одиннадцатилетний и вековой периоды изменения солнеч¬
ной активности. Предполагается также наличие «гармоник» больше¬
го периода. 1957—1958 годы были годами максимума солнечной ак¬
тивности, являющегося суммой всех вышеперечисленных. Именно
этим объяснялось, например, неожиданно длительное существование
третьего советского спутника: запущенный во время максимума сол¬
нечной активности, он тормозился более интенсивно, а со спадом
* Значения плотности относятся к пятнадцатому витку орбиты третьего
спутника (16 мая 1958 г.).
100
солнечной активности плотность атмосферы в перигее, где происхо¬
дит основное торможение, постепенно уменьшалась и торможение
становилось менее сильным, поэтому действительный срок его жиз¬
ни оказался больше предсказанного на основании наблюдений, про¬
веденных во время максимума.
С помощью ракет и спутников, как уже отмечалось, выполнены
и измерения температуры атмосферы. Именно зависимостью разо¬
грева атмосферы от солнечной деятельности и объясняются те из¬
менения плотности верхней атмосферы, которые отмечались выше.
В настоящее время зависимость температуры атмосферы от солнеч¬
ной активности изучена настолько хорошо, что оказалось возмож¬
ным заранее предвычислить те значения температуры, а стало быть,
и плотности верхней атмосферы, которые будут иметь место во вре¬
мя года спокойного Солнца.
В результате изучения состава верхней атмосферы с помощью
масс-спектрометров обнаружено, что выше 250 км* она состоит в
основном из атомов кислорода. На еще больших высотах в составе
атмосферы постепенно появляется гелий, и, наконец, самые внешние
слои земной атмосферы оказались состоящими из водорода.* Тем са¬
мым было экспериментально подтверждено предположение о диф¬
фузно-гравитационном разделении газов на больших высотах.
Ракеты, в особенности космические, и искусственные спутники
впервые в истории науки позволили произвести измерения магнит¬
ного поля Земли на больших удалениях от ее поверхности. Сейчас
исследована практически вся область пространства, где проявляется
влияние геомагнитного поля, — так называемая магнитосфера Земли.
Исследуется ее взаимодействие с потоками солнечной плазмы (сол¬
нечным ветром).
Измерения магнитного поля Земли дали возможность обнаружить
токовые системы в окрестностях нашей планеты. Они были открыты
в ионосфере и в районе внешнего кольца радиационных поясов, рас¬
положенных на удалении свыше двадцати тысяч километров.
Обнаружение радиационных поясов Земли было одним из наибо¬
лее интересных и важных открытий, выполненных с помощью ракет
и искусственных спутников. История этого открытия такова. Уже при
запусках исследовательских ракет в США было отмечено повыше¬
ние интенсивности космического излучения с высотой. При запусках
советских ракет этого не отмечалось. Пока искали возможные объяс¬
нения этому явлению, были запущены советские, а затем и амери¬
канские искусственные спутники Земли с аппаратурой для регистра¬
ции космического излучения. Второй советский спутник, а затем
и третий, показали сильное увеличение интенсивности излучения
* Следует здесь иметь в виду, что приводимый результат получен во
время максимума солнечной активности. При снижении активности границы
преобладающего содержания ’ газов понизились.
101
с высотой и с широтой. Американские спутники показали резкое
увеличение интенсивности с высотой и уменьшение интенсивности
с широтой.
Позднее было установлено, что эти «пояса» являются единым
образованием, связанным с магнитосферой Земли.
Было выяснено, что радиационные пояса Земли расположены не¬
сколько эксцентрично по отношению к поверхности Земли: нижняя
граница их внутренней зоны удалена от поверхности Земли примерно
на 600 км в западном полушарии и на 1600 км — в восточном. Именно
этим и объясняется, по-видимому, первоначальное расхождение в ра¬
кетных данных СССР и США.
Эксцентриситет радиационных поясов — не единственная особен¬
ность их. Будучи «жестко» связанными с магнитным полем в об¬
ласти магнитных аномалий, радиационные пояса имеют особенности
в своих очертаниях. Это было установлено в 1960 г. в результате ис¬
следований, проведенных на советских кораблях-спутниках, которые
позволили обнаружить и изучить сложный «рельеф» внутренней по¬
верхности радиационных поясов. В частности, было обнаружено, чго
в области бразильской магнитной аномалии имеет место своеобраз¬
ный «прогиб» радиационных поясов — внутренняя граница снижа¬
ется здесь приблизительно до высоты 300 км. Эти результаты учи¬
тывались при подготовке космических полетов.
В таких местах, где радиационные пояса приближаются к поверх¬
ности Земли, имеет место своеобразный «сток» частиц из радиа¬
ционных поясов.
При изучении зон радиации было обнаружено, что они подверже-
СПУТНИКИ УТОЧНЯЮТ ФОРМУ ЗЕМЛИ
Искусственные спутники Земли призваны сыграть важную роль в из¬
учении истинной формы нашей планеты. Земля, если учитывать все неров¬
ности ее поверхности, имеет столь сложную форму, что ее не выразить ни¬
какими, даже самыми сложными математическими уравнениями. Поэтому
решено было считать поверхностью Земли ее водную поверхность, мыс¬
ленно продолженную под материками. Фигура, ограниченная такой поверх¬
ностью, получила название земного геоида.
Для определения геоида водную поверхность необходимо мысленно про¬
должить под материками таким образом, чтобы в каждой точке она со¬
ставляла прямой угол с направлением силы тяжести. Но это требует учета
неравномерности распределения масс в земных недрах. Вот тут-то на помощь
ученым и должны прийти искусственные спутники Земли.
102
ны сильным изменениям. Этот вывод, наряду с выводом об изменчи¬
вости плотности и температуры верхней атмосферы, вариациями кон¬
центрации электронов в ионосфере, наличием неоднородностей в ней,
говорит о том, что верхняя атмосфера, а также и магнитосфера,
чрезвычайно динамичны. Многие регистрируемые на поверхности
Земли явления (например, магнитные бури) являются отголосками
этой напряженной жизни верхней оболочки Земли.
Важную роль в изучении динамики радиационных поясов сыгра¬
ли спутники «Электрон-1, -2 и -3,-4», которые представляли собой
две космические системы, позволявшие проводить градиентные из¬
мерения во всей толще поясов, вплоть до самых верхних границ.
Интересные результаты получены с помощью ракет и искусствен¬
ных спутников при изучении корпускулярного и коротковолнового
излучения Солнца. Считается установленным, что в интегральном
смысле Солнце, как источник излучения, достаточно стабильно. Не¬
постоянными являются только почти непроникающая сквозь атмо¬
сферу коротковолновая (ультрафиолетовая и рентгеновская) часть
спектра, корпускулярное излучение и радиоизлучение в определен¬
ном диапазоне. Именно непостоянством этих излучений, а также воз¬
можностью их влияния на различные физические процессы в атмо¬
сфере и вообще на Земле (или связи с ними) и обусловливается тот
исключительно большой интерес, который вызывают эти явления.
Все эти исследования, перечень которых приведен здесь далеко не
полностью, имеют исключительную ценность. Они помогут разобрать¬
ся в физических процессах, протекающих в космосе, на Солнце, в
оболочках планет. Выяснение физических механизмов явлений — это
первый шаг на пути их использования человеком, на пути активного
вмешательства человека в стихийные процессы.
Полученные в настоящее время данные уже прочно вошли в науч¬
ную практику, а в ряде случаев, как это было, например, с изуче¬
нием Восточно-Сибирской магнитной аномалии с помощью третьего
Искусственный спутник представляет собой самостоятельное небесное
тело, движение которого может быть рассчитано с большой точностью по
законам небесной механики. Однако вследствие неравномерного распреде¬
ления масс в земных недрах спутник должен испытывать соответствующие
отклонения от расчетной орбиты. Изучение этих отклонений позволяет ре¬
шить интересующую нас задачу.
Искусственные спутники должны послужить также превосходными «гео¬
дезическими вышками». Засекая положение этих космических «маяков» из
различных географических пунктов, можно с большой точностью определить
расстояние между точками земной поверхности. Таким путем, наконец,
удастся измерить точное расстояние между материками и выяснить, изме¬
няется ли оно с течением времени.
103
советского спутника или обнаружением и прослеживанием ураганов
американскими метеорологическими спутниками,— имели и непо¬
средственное практическое значение.
Результаты космических исследований, в особенности касатощих-
ся космического излучения и метеорной опасности, были в полной
мере использованы и при подготовке исторического события — по¬
лета человека в космос. В соответствии с гуманистическими прин¬
ципами социалистического государства космический полет не мог
быть предпринят до тех пор, пока не будет надежным образом
обеспечена его безопасность. Это требовало знания тех возможных
препятствий, которые встретят человека в космическом простран¬
стве. Автоматические лаборатории — спутники и космические ра¬
кеты — обеспечили всю необходимую информацию, содействовали
успеху полета, который был осуществлен 12 апреля 1961 г.
Спутники серии «Космос» позволили детально контролировать ра¬
диационные условия в верхней атмосфере, сложившиеся в результате
американского высотного ядерного взрыва в июле 1962 г,- Разреше¬
ние на полет А. Николаеву и П. Поповичу было дано лишь после
того, как ученые убедились, что на трассе полета радиационные ус¬
ловия пришли в норму. Обеспечение радиационной безопасности до¬
стигалось непрерывным контролем за активностью Солнца и успеш¬
ным прогнозированием вспышек на Солнце.
Трудно даже кратко перечислить все, что уже достигнуто в изу¬
чении Земли и космического пространства. Да в этом и нет необхо¬
димости. Важно другое — перспективы исследований. Все сделанное
до сих пор, несмотря на исключительную грандиозность, только
начало. Сейчас становится реальной возможность прямого исследо¬
вания небесных тел Солнечной системы. Мягкая посадка «Луны-9» на
поверхность Луны, запуск «Луны-10» на орбиту вокруг Луны, фото¬
графирование ее обратной стороны и другие эксперименты привели к
тому, что ближайшая наша соседка Луна открыла нам некоторые из
своих тайн. Уже начато изучение Венеры и Марса с помощью авто¬
матических станций.
Исследования планет и Луны имеют чрезвычайно важное значе¬
ние и для другой области знания — биологии. В самом деле, изуче¬
ние тех жизненных форм, которые существуют на других небесных
телах, даст исключительно важный материал об общих законах раз¬
вития живой материи, о зарождении и возможных видах существо¬
вания жизненных форм. Но здесь, в особенности при изучении мик¬
роорганизмов, необходима чрезвычайная осторожность: внесение
земных жизненных форм может по крайней мере существенно иска¬
зить живую природу исследуемого небесного тела, а возможно, и
причинить ей непоправимый ущерб. Именно поэтому была, например,
предпринята предварительная соответствующая обработка контейне¬
104
ра и последней ступени второй советской космической ракеты, ко¬
торая достигла Луны 14 сентября 1959 г. Существование жизнен¬
ных форм на Луне (микроорганизмов) в настоящее время не исклю¬
чается.
Изучение жизни па других планетах, установление общих законов
их развития опять-таки может иметь не только чисто познавательное,
но и громадное практическое значение для улучшения условий жизни
человечества, борьбы с болезнетворными микроорганизмами и т. д.
Таким образом, и в этом отношении конечная цель исследования
других планет — улучшение условий жизни на Земле. В социалисти¬
ческом обществе ракета становится средством познания, а позна¬
ние — средством улучшения условий жизни общества, обеспечения
его процветания. И то и другое в силу самой природы социалисти¬
ческого государства не используется в целях захвата и угнетения.
Нет сомнения в том, что рано или поздно человек достигнет дру¬
гих планет. Это будет важным и необходимым звеном в познании че¬
ловеком окружающего мира, в подчинении сил природы нуждам раз¬
вития человеческого общества.
■
И. Б. ШИШКИН,
географ
ЗАГАДКА
ЗЕМНОГО ЯДРА
Запуски искусственных спутников и космических ракет, полеты
человека в космос сильно расширили (а во многом и изменили) наши
знания об атмосфере Земли и межпланетном пространстве. Актив¬
ные исследования Мирового океана приносят все новые и новые
данные о гидросфере. Гораздо медленнее идет изучение земных недр,
и наши представления о глубинных частях планеты продолжают ос¬
таваться во многом гипотетичными. «Мы знаем строение, в сущности,
лишь тонкой пленки на поверхности Земли,— пишет член-корреспон¬
дент Академии наук СССР В. В. Белоусов.—Уже на глубине около де¬
сятка километров под нами начинается область, относительно кото¬
рой имеются только неуверенные догадки». И это несмотря на огром¬
ное научное и практическое значение исследования недр натпей
планеты.
Изучение глубинных частей земного шара тормозится прежде
всего тем, уго туда пока невозможно отправить какой-либо аппарат,
оснащенный измерительной аппаратурой, другими словами, явления'
происходящие в недрах Земли, нельзя наблюдать непосредственно*
Почти все наши знания о внутренних частях земного шара получены
в результате применения косвенных методов исследования.
106
Если земные недра мы знаем далеко не достаточно, то о централь¬
ной части нашей планеты — земном ядре — мы вообще имеем лишь
отдельные, во многом противоречивые представления. Земное ядро —
это та загадочная часть нашей планеты, которую древнегреческий ис¬
торик Плутарх считал обледенелой, а великий среднеазиатский мыс¬
литель Ибн Сина — ничем не отличающейся от пород на поверхности
Земли. Знаменитый французский философ Декарт представлял зем¬
ное ядро огненножидким, немецкий иезуит Кирхер считал, что там
бушует вечный огонь, англичанин Вудворд думал, что в центре
Земли вода, а шведский ученый Аррениус утверждал, что вещество
ядра находится в газообразном состоянии. За последние десятилетия
наши знания о внутреннем строении Земли стали более обширными
и точными, но земное ядро и сейчас продолжает оставаться самой за¬
гадочной частью земного шара.
Имеются ли, однако, хоть какие-нибудь реальные сведения о цен¬
тральной области Земли? Оказывается, такйе факты есть, но прежде
чем перейти к ним, напомним вкратце некоторые основные данные
о внутреннем строении нашей планеты.
От поверхности до центра земного шара в среднем 6370 км. Зем¬
ля — сплошное тело без значительных пустот, превосходящее по
средней твердости сталь. По мере удаления от поверхности непрерыв¬
но растет давление: на уровне моря оно равно 1 атмосфере, на глуби¬
не 2900 км — 1,4 млн. атмосфер, в центре Земли превышает 3,5 млн.
атмосфер. С глубиной повышается и температура: вначале на 1—3°
на каждые 100 м, затем рост ее замедляется. Изучение вулканической
лавы и теоретические расчеты приводят к выводу, что на глубине
около 100 км температура достигает 1000—1400°. Какова температура
в центральных частях земного шара, неизвестно. Большинство уче¬
ных считает, что она вряд ли меньше 3000° и больше 6000°. Одной йз
основных причин разогрева Земли признается радиоактивный распад.
Изучение распространения сейсмических волн, возникающих при
землетрясениях, дало возможность выделить в теле Земли несколько
слоев. На определенной глубине, там, где скорость продольных волн
скачком возрастает до 8 км/сек, проходит граница, называемая «по¬
верхностью Мохоровичича». Она разделяет два земных слоя: части
твердой Земли, лежащие выше поверхности Мохоровичича, называ¬
ются земной корой, лежащие ниже — мантией.
Вторая отчетливо прослеживаемая граница расположена на глу¬
бине 2900 км и отделяет мантию от земного ядра. На этой глубине
скорость продольных волн скачкообразно уменьшается. Само ядро
Земли разделяется на две части: внешнюю (от 2900 до 5100 км) и вну¬
треннюю (от 5100 км до центра планеты).
Граница, отделяющая мантию от ядра, давно уже притягивает к
себе взоры ученых. Именно здесь, на глубине 2900 км, скорость про¬
дольных волн падает, а поперечные волны, пройдя земную кору и
107
мантию, на границе с ядром гаснут. В поперечных волнах частицы
смещаются перпендикулярно направлению распространения волны,
они связаны с изменением формы тела. А так как газообразные и
жидкие тела не сопротивляются изменению формы, то через них
поперечные волны не проходят. Получается, что земная кора и ман-
тия твердые, а ядро Земли — жидкое?
Но граница мантии и ядра определяется не только изменениями
в распространении сейсмических волн: на глубине 2900 км происходит
скачкообразное возрастание плотности вещества. Средняя плотность
.земли равна 5,52 г/см , но в земной коре она невелика: 2,7 — 2,8 г/см3
В мантии плотность постепенно возрастает, достигая на границе с
ядром о,5 г/см ; здесь .плотность подскакивает до 9 г/см3, после чего
вновь растет постепенно и в центре Земли превышает 12,5 г/см3 а по
некоторым данным даже достигает 18 г/см3.
В свое время резкое возрастание плотности в ядре объясняли тем
что оно состоит из металлов. Норвежский геохимик Гольдшмидт срав-
ивал развитие нашей планеты с процессом, протекающим в домен¬
ной печи. металл в домне стекает вниз, а в Земле он стекает к цент¬
ру. домне шлаки всплывают наверх; то же произошло и в Земле:
108
более легкие вещества образовали каменную мантию, а самые лег¬
кие — земную кору. В пользу существования железо-никелевого яд¬
ра как будто бы говорит и наличие у Земли магнитного поля. Еще и
в наши дни некоторые ученые придерживаются этой точки зрения.
К. Буллен, например, считает, что «во внутреннем ядре, видимо, пре¬
обладают железо и никель».
Однако гипотеза железного ядра, т. е. гипотеза о разделении ве¬
щества по удельному весу, встречает немало серьезных возражений.
«Дело в том,— пишет советский геофизик В. А. Магницкий,— что при
больших давлениях внутри Земли вязкость вещества столь велика,
что для дифференциации не хватило лбы всего времени существования
Земли. Во внутреннем же ядре вообще говорить о какой-либо грави¬
тационной дифференциации не имеет смысла, так как там сила тя¬
жести близка к нулю».
Вязкость вещества в глубоких недрах так, ;велцка, что ги¬
гантские железные глыбы диаметром в сотни метров за миллиарды
лет существования нашей планеты не могли бы достигнуть централь¬
ной области Земли и образовать металлическое ядро. Граница между
мантией и ядром, судя по сейсмическим волнам, очень четкая, а это
трудно объяснить с точки зрения разделения вещества по удельному
весу.
Странно и то, что у Земли и у Венеры есть тяжелое ядро, а у
Марса и Луны его нет. Получается, что железо и другие тяжелые
металлы сосредоточены на одних планетах и отсутствуют на других...
В 1939 г. советский геолог В. Н. Лодочников выдвинул предполо¬
жение о том, что высокая плотность вещества в ядре Земли связана
не с химическим составом, а с состоянием вещества. В результате
Скорость распространения сейсмических
волн внутри Земли.
Скачок плотности на границе ядра и оболочки.
^,™СаЛЬНОГ° давления- Достигающего 1,4 млн. атмосфер на границе
ядРа' вещество в ядре сильно уплотнено. Давление разру
щает электронные оболочки, ядра атомов сближаются. Это и приво¬
дит к резкому возрастанию плотности. Р
В 1949 г. английский ученый Рамзей разработал гипотезу о метал¬
лической фазе. Вещество, полагает он, при давлении в 1,4 млн аХ
переходит в качественно иную, так называемую металлическую
фазу. При этом вещество не только уплотняется, но и приобретает
водностьСТВ Металлов' в частности высокую электро- и теплопро-
ловСл°рВгеТ»СяКИЙ астроном Б- Ю. Левин считает, что несколько миллиар-
i LmL t А| КОГАа М«сса Земли была меньше 0,8 современной, ядра
лп паеи планеты вообще не было. Когда же ее масса увеличилась
с.овременнои- Давление в недрах достигло критической величи-
В 1,4 МЛН‘ атмосФер- и вещество скачком уплотнилось: возникло
ядро оемли.
наско1ькоИгилРЛТИЧНЬ1Х веществ при высоких давлениях показало,
СИЛЬНО изменяются при этом их свойства. Стали и сплавы
подвергнутые высокому давлению, делаются прочнее Помещенный
™С а™°С*ер Мета“ настоль™
У , о приобретает свойства жидкости. При давлении в 20 25
Г,иха“по^тГРаМОР " каменная “ль Третью,пластичность
а их прочность резко возрастает. Разновидность льда получен-
наящж давленин , 40 тыс. атмосфер, плавится при* темпер™-
тыс. атмосфер, плавится при температу-
110
В Институте физики высоких давлений Академии наук СССР уда¬
лось получить новую разновидность кварца, который на 64% плотнее
обычного; такой кварц почти равен по твердости корунду. Этого уда¬
лось достигнуть при давлении 200 тыс. атмосфер и температуре 1500°.
При 700 тыс. атмосфер происходит уплотнение водорода с 0,4 до
0,8 г/см3, и он металлизируется. Ученые полагают, что при давлении
в 1,5 млн. атмосфер разница между веществами должна исчезнуть
и они приобретут некоторые общие свойства. Все это говорит за то,
что по мере нарастания давления и температуры в недрах Земли
свойства вещества должны в какой-то мере меняться. Так что гипо¬
теза о переходе вещества в ядре в металлическую фазу имеет нема¬
лые основания.
Гипотеза Лодочникова — Рамзея, устраняя трудности, связанные
с разделением вещества по удельному весу, в то же время неплохо
объясняет и скачок плотности на границе мантии ядра, а также
металлические свойства ядра: теплопроводность, электропроводность
и магнетизм. Согласно этим взглядам, ядро, не являясь металличе¬
ским по своему химическому составу, обладает теми же свойства¬
ми, как и ядро, состоящее из металлов.
С этой точки зрения, планета Венера также должна обладать тя¬
желым ядром, поскольку ее масса близка к массе Земли и давление
ПОДЗЕМНЫЙ «КРОТ» И ПОДЗЕМНАЯ РАКЕТА
В течение уже нескольких лет во многих странах мира для бурения
подземных каналов используется металлический «крот», созданный в Поль¬
ше. Он работает на сжатом воздухе, поступающем по шлангу. Пройдя под
землей определенное расстояние, «крот» выходит на поверхность. Наткнув¬
шись на непреодолимое препятствие, он возвращается обратно. «Крот» при¬
меняется на строительстве и в горном деле.
Аппараты, подобные польскому «кроту», конструируются и испыты¬
ваются и в других странах. Но они могут работать лишь в самом поверх¬
ностном слое. Для путешествия же в глубокие недра Земли придется соз¬
давать огромные буровые * автономные (не связанные с поверхностью) ап¬
параты, нечто 'вроде подземных ракет.
«Подземные ракеты,—пишет академик Д. В. Наливкин,—дадут ценней¬
шие сведения о тех слоях, через которые они будут проходить. Возможно,
удастся сделать так, что подземная ракета, описав дугу под землей, выйдет
на поверхность и принесет с собой образцы пород». В будущем, говорит
ученый, «можно представить себе гигантские мирные научные снаряды с
громадными запасами атомной энергии, которые смогут пройти в земле
тысячи километров».
111
в недрах Венеры достаточно для уплотнения вещества и образова¬
ния ядра. У Марса же и Луны тяжелых ядер быть не может, ибо
масса этих небесных тел гораздо меньше, чем масса Земли, и давле¬
ние в их недрах недостаточно для фазового перехода.
Гипотеза Лодочникова — Рамзея получила широкое распростране¬
ние. Но в последние годы правильность ее была поставлена под сом¬
нение. Советский ученый Л. Альтшуллер и его сотрудники провели
в лабораторных условиях серию опытов по ударному сжатию. Тя¬
желая горная порода—дунит — была подвергнута сжатию в 1,4 млн.
атмосфер, и... никакого фазового перехода не произошло. Гипотеза
Лодочникова — Рамзея была поколеблена.
Но это не значит, что она окончательно отвергнута. Во-первых,
все возражения против железного ядра остаются в силе и, во-вторых,
высокое давление в лабораторных опытах достигалось лишь на мгно¬
вение, тогда как в недрах Земли оно существует длительное время,
и вещество к тому же еще сильно разогрето.
...Известно, что с ростом давления растет и точка плавления ве¬
щества. Так, железо при нормальном давлении плавится при 1500°,
а при давлении в 96 тыс. атмосфер плавится уже при температуре в
1740°. В мантии температура, видимо, растет медленнее, чем дав¬
ление, и вещество расплавиться не может. Находящееся под большим
давлением, сильно разогретое вещество на определенной глубине
приобретает свойство пластичности. Оставаясь твердым, оно начи¬
нает медленно перемещаться, что и вызывает в конечном счете подня¬
тия и опускания суши, горообразование, змелетрясения и извержения
вулканов.
Непрохождение через ядро, вернее, его наружную часть, попереч¬
ных волн говорит о том, что внешнее ядро жидкое. Видимо, здесь
рост температуры с глубиной — в отличие от мантии — обгоняет
рост давления, и вещество плавится. Появление во внутреннем ядре
поперечных волн, затухающих в его внешней части, показывает, что
центральная часть нашей планеты твердая. Возможно ли, чтобы на¬
ружное ядро было жидким, а внутреннее — твердым? И если да, то
как это объяснить?
Дело в том, что температура в ядре благодаря высокой теплопро¬
водности везде более или менее одинакова. Но в наружной части яд¬
ра давление меньше, чем во внутренней, поэтому вещество там рас¬
плавилось. Во внутреннем же ядре (при той же температуре) дав¬
ление уже больше, чем во внешнем, точка плавления вещества выше,
поэтому оно не может расплавиться.
Впрочем, когда мы применяем такие понятия, как «твердое» и
«жидкое», к веществу в ядре Земли, следует помнить, что мы еще не
знаем точно, в каком состоянии находится вещество, длительное вре¬
мя пребывающее под одновременным воздействием высоких темпе¬
ратур (3000—6000°) и колоссальных давлений (1,4—3,5 млн. атмосфер).
112
Совершенно новый и чрезвычайно ценный материал о ядре Зем¬
ли дали советские космические ракеты. С их помощью удалось ус¬
тановить, что источники магнитных мировых аномалий, вроде Вос¬
точно-Сибирской, расположены не в земной коре, а в более глубо¬
ких слоях, скорее всего в ядре Земли. Информация, полученная от
ракет, показала также, что у Луны нет магнитного поля.
Получается любопытная зависимость: у Земли есть ядро — есть и
магнитное поле. У Луны нет ни ядра, ни магнитного поля.
Значит, постоянное магнитное поле Земли связано с существо¬
ванием земного ядра? Но чтобы объяснить возникновение этого маг¬
нитного поля, придется признать, что ядро нашей планеты жидкое,
так как только движение вещества в жидком ядре могло привести
к появлению магнитного поля земного шара.
Эти данные согласуются с расчетами английского физика Э. Бул¬
ларда, считающего, что магнитное поле возникает в результате дви¬
жения жидкого вещества в ядре. Это движение прекратилось бы че¬
рез 10 тысяч лет, если бы не разница температур на границе обо¬
лочки и ядра, приводящая к перемещению вещества; разница же эта
возникает в результате выделения тепла при радиоактивном распаде.
Если предположить, что ядро Земли жидкое, то должна сущест-
вовать дополнительная нутация — нечто вроде «болтанки» земной
оси. В последние годы сотруднику Полтавской гравиметрической об¬
серватории Н. А. Попову эту нутацию, существование которой пред¬
сказали уже давно, наконец-то удалось обнаружить: оказалось, что
период нутации на 7 минут короче суток. Это — убедительное до¬
казательство в пользу существования жидкого ядра: если бы оно
было твердым, то подобной нутации не было бы.
ИБН СИНА О СТРОЕНИИ ЗЕМЛИ
Великий среднеазиатский ученый Ибн Сина (980—1037 гг.) в своем тру¬
де «Даниш-Намэ. Книга знания» писал: «В середине земного шара должна
быть чистая земля, вполне соответствующая простой природе земли. Над
этой землей должна быть земля в смеси с водой, то есть глина. На поверх¬
ности ее преобладает то вода, то земля».
Примитивно? Нет! Ведь это была эпоха Средневековья, когда в недра
Земли и мусульмане и христиане помещали ад. Предположение о том, что
в недрах планеты нет ничего сверхъестественного, говорит о большой сме-
лости и прозорливости ученого.
114
В настоящее время большинство советских й зарубежных ученых
считают ядро Земли жидким. Этого взгляда придерживаются лауреат
Ленинской премии М. С. Молоденский, академик Е. К. Федоров, член-
корреспондент Академии наук СССР В. В. Белоусов, известные совет¬
ские астрономы и геофизики Б. Ю. Левин, Е. А. Любимова, В. А. Маг¬
ницкий, Н. Н. Парийский, английские ученые Э. Буллард, Г. Джеф¬
фриз, канадский геофизик Дж. Т. Вильсон и другие.
Итак, мы знаем следующее: на глубине 2900 км проходит резкая
граница, отделяющая мантию от ядра. Само ядро состоит из двух
слоев — внутреннего и внешнего. Плотность в ядре является наи¬
большей на земном шаре и достигает, по разным данным, 12,5—
18,0 г/см3. Предполагается, что температура в ядре равна 3000—
6000°; вещество во внешней части ядра жидкое; возможно, что внут¬
реннее ядро при этом твердое. Вопрос о химическом составе оста¬
ется проблематичным. Только дальнейшие исследования смогут ре¬
шить загадку земного ядра. Определенную роль в этом сыграет, ви¬
димо, сверхглубинное бурение сквозь земную кору, которое будет
осуществляться в ближайшие годы.
Б. Л. ГЛЕБОВ,
журналист
ВНУТРЕННЕЕ
ТЕПЛО ЗЕМЛИ
С внутренним теплом Земли человек встречается с давних пор.
Оно знакомо ему в виде вулканических извержений, горячих источ¬
ников пара, вырывающихся на поверхность кипящих водяных струй.
Но каким образом мог образоваться столь могучий резервуар
тепла? На этот вопрос пока нет исчерпывающего ответа. Много
лет умами ученых владела гипотеза, утверждавшая, что Земля —
это кусок материи, некогда оторвавшийся от раскаленного Солнца.
Если предположить, что действительно так и было, то тепло недр
можно воспринимать как остаток былого тепла Земли, сохранив¬
шийся еще от тех времен, когда она была в расплавленном состоя¬
нии. Оно таится в ее далеких глубинах, где клокочет расплавленная
магма и~ бушуют горячие газы. Это они —причина грозных земле¬
трясений и извержений вулканов.
Но так ли это?
Одним из первых, кто усомнился в достоверности этой точки
зрения, был Отто Юльевич Шмидт — герой прославленной Челюскин¬
ской эпопеи. Именно он высказал мысль, что Земля отнюдь не «обло¬
мок Солнца» и что образовалась она вместе с другими планетами из
116
огромного и холодного облака космической пыли, окружавшего
Солнце миллиарды лет назад.
У теории Шмидта есть свои противники.
— Если все это так,— говорят они,— то откуда в Земле столько
тепла? Не могло же оно образоваться от соударений отдельных частиц
облака? Такого тепла не хватило бы даже для расплавления поверх¬
ностных слоев земной коры, не то что ее глубинных толщ. А ведь
в глубинах, где давление достигает чудовищной величины в три с
половиной миллиона атмосфер, горные породы плавятся в пять раз
медленнее, чем на поверхности.
В поисках истины ученые стали сопоставлять накопленные ис¬
следователями факты. И тогда вспомнили, что еще в конце прошло¬
го века физики обнаружили в земной массе большую группу эле¬
ментов, которые, распадаясь, выделяют энергию, переходящую в
тепло. Это уран, торий, калий.
Геологи, астрономы, химики, накопившие на протяжении деся¬
тилетий множество фактов, физики, открывшие распадающиеся ра¬
диоактивные элементы, внесли коренной перелом в представления
о происхождении нашей планеты, о ее «тепловой истории». А не¬
сколько позднее распадающиеся радиоактивные элементы удалось
обнаружить не только в земных, но и в «небесных» породах, приле¬
тающих к нам из космоса в виде каменных и железных метеоритов.
Правда, в земном веществе этих элементов не так-то уж много.
Но если учесть, что планета наша живет уже миллиарды лет и в те¬
чение всего этого времени радиоактивные элементы, распадаясь, вы¬
деляют тепло, то станет ясно, что даже минимального количества
урана и тория было бы вполне достаточно для нагрева земных недр
до нескольких тысяч градусов. При этом глубинное тепло накапли¬
вается из тысячелетия в тысячелетие, так как породы, образующие
Землю, плохо его проводят и «не выпускают» наружу.
Чтобы окончательно принять эту гипотезу, надо было, однако,
добыть еще одно весьма существенное звено. Дело в том, что до
сих пор человек в сущности так и не знает, какие же собственно
породы образуют земное вещество на глубинах больше 10—15 км.
Ведь в эту область не проник пока еще ни один разведывательный
бур. И здесь на помощь ученым пришли точнейшие приборы, дей¬
ствие которых основано на особых физических свойствах тела нашей
планеты.
Речь идет о сейсмических волнах. Так называются упругие меха¬
нические колебания, распространяющиеся по всей земной толще при
землетрясениях и извержениях вулканов. Именно они помогают
науке добывать косвенные сведения о строении недосягаемых зем¬
ных недр.
Русский ученый Б. Б. Голицын сравнил их с лучами Рентгена.
Подобно тому как рентгеновские лучи, пронизывая тело человека,
117
раскрывают тайны его внутреннего строения, так и сейсмические
волны, проникая сквозь недра планеты, помогают нам познать ее не¬
изведанные глубины.
О чем же говорят показания сейсмографов?
Многократно «прослушав» с их помощью толщу планеты, ученые
пришли к выводу, что большая часть Земли пребывает отнюдь не в
расплавленном, а в разогретом, но спокойном твердом состоянии.
Жидкая огненная магма «прощупывается» лишь до глубины в
3 тыс. км. Само же земное ядро, как это ни странно на первый
взгляд, представляет собой компактное твердое тело.
Наша Земля не остывает. Об этом свидетельствуют сейсмические
волны, теория распространенности распадающихся радиоактивных
элементов и многое другое. Это подтверждает и геология — древней¬
шая наука, изучающая кору Земли до глубины в 20—50 км. Она под¬
тверждает, что на континентах земная кора имеет толщину 30—
40 км, а под океанами не более чем 5 км. Одни ее участки поднима¬
ются, другие неуклонно опускаются вглубь. Все это — доказательство
непрерывной жизни планеты, свидетельство биения ее живого
пульса.
Чтобы рассматривать Землю не как остывающее, а как живое и
развивающееся космическое тело, нужна была новая теория, постро¬
енная на основе всех этих накопленных наукой фактов. В основу соз¬
дания такой теории легли космогонические представления основа¬
теля Института физики Земли Академии наук СССР О. Ю. Шмидта.
«Земля не частица Солнца, а объединение отдельных космических
частиц» — гласит эта теория, которую сегодня развивают уже не
только советские, но и крупнейшие зарубежные ученые. Подтвер¬
ждая ее, советские геофизики все дальше и дальше проникают в
тайны земных глубин.
Планета, на которой мы живем,— сложное физическое тело. Ее
внешний слой до глубины в 20—30 м прогревает тепло животворного
космического светила — Солнца.
Температура этого слоя непостоянна. Она колеблется при смене
дня и ночи, при чередовании времен года. Более глубокие слои зем¬
ного шара не зависят от этих колебаний. Их пронизывает постоянный
поток тепла, устремляющийся снизу вверх из пока еще не изученного
глубинного источника. Тепло это достигает цоверхности планеты и
уходит в космос, безвозвратно теряется.
Почему же так важно измерить температуру и теплопроводность
пород, образующих Землю?
— Это нужно для определения теплового состояния планеты, для
предвидения ее будущего,— отвечают ученые,— для человека, кото¬
рому она должна послужить своим теплом.
Но как определить температуру глубин? Ведь процесс ее измере-
118
Зоны остывания и разогрева.
ния необычайно сложен и труден даже тогда, когда земная толща
пронизана скважиной. В самом деле, можно ли с уверенностью ут¬
верждать, что температура внутри скважины — это температура са¬
мой Земли?
— Нет,— отвечают исследователи.— Сам по себе канал скважины
вносит серьезные возмущения в тепловое поле планеты. Немало теп¬
ла выделяется при трении бура о породы. А подаваемая для охлаж¬
дения струя воды? Она разве не вызывает резких температурных
скачков? Помимо всего этого, пробуренную скважину наполняют, как
известно, вязким глиняным раствором, который ничем не похож на
окружающие породы. Стенки ее обсаживаются металлическими
трубами.
Эти нарушения так называемого температурного поля необходимо
учитывать. А если вдобавок принять во внимание, что подобные усло¬
вия от места к месту меняются, то даже неспециалисту станет ясна
невероятная сложность подобных измерений. Геофизики не зря го¬
ворят, что определение температурного потока в скважине — это це¬
лое исследование, и одним термометром здесь много не сделаешь.
Нужно суметь определить истинное тепло глубинных пород и рас¬
считать величину теплового потока. Несколько лет назад молодому
ученому, сотруднице одного из отделов Института физики Земли
Е. Любимовой удалось решить одну из таких увлекательнейших за¬
дач современной геофизики. Она изучила сложнейший процесс накоп¬
ления и распределения тепла в теле нашей планеты. Это было реаль¬
ной победой пытливого научного мышления, не принимающего на
119
веру даже самые убедительные готовые решения, из каких бы авто¬
ритетных источников они ни исходили.
В своих поисках Любимова с самого начала руководствовалась
тем, что процесс распределения внутреннего тепла Земли происхо¬
дит в условиях необычных: под сильным давлением и при весьма вы¬
соких температурах. В итоге ей удалось рассчитать распределение
температур и их изменений во времени на различных глубинах. Это
помогло определить состояние вещества внутри Земли — там, куда
человек заглянуть пока не в силах. Новые исследования дали в руки
ученых интереснейшие сведения об электропроводности, упругости
и других свойствах земного вещества, определяющих характер рас¬
пространения сейсмических волн при землетрясениях, а свойства эти
серьезно зависят от температуры.
Там, в недосягаемых глубинах планеты, помимо обычных про¬
цессов молекулярной теплопроводности, возникают и иные явления,
при которых тепло переносится электромагнитным возбуждением и
атомами, пребывающими в особо возбужденных состояниях.
Исследования Любимовой позволяют предполагать, что тепло дол¬
жно накапливаться дальше тысячекилометровой глубины. Нижние
слои земной оболочки не остывают, как это утверждают другие тео¬
рии, а разогреваются. С течением времени, однако, процесс нагрева¬
ния прекратится, так как постепенно идет к концу земной запас рас¬
падающихся радиоактивных элементов. Любимовой удалось осуще¬
ствить весьма интересный подсчет. Оказывается, температура Земли
будет подниматься еще примерно в течение десяти миллиардов лет,
а затем пойдет на убыль.
НА ДНЕ ГЛУБОЧАЙШЕЙ ШАХТЫ
Самой глубокой шахтой мира является «ЭРПМ Майн» в Южной Аф¬
рике; она уходит в глубь Земли на 3670 м и служит для добычи золота.
В шахту спускаются на лифте со скоростью 40 км/час.
Один итальянский журналист, спускавшийся в эту шахту, так описы¬
вает свои впечатления: «Я вдыхал огненный воздух. Потели даже кончики
пальцев, чего не случалось со мной и в Аравии, где стояла ужасающая жа¬
ра. Мой попутчик протянул мне фляжку. Это была вода с солью. Темпе¬
ратура доходила до 50°, порода обжигала».
Спуск, пребывание в шахте и подъем заняли три часа. Когда журна¬
лист поднялся на поверхность и взвесился, оказалось, что он потерял за это
время 1,5 кг.
120
Тепловой режим планеты оказался куда более сложным, чем это
предполагалось раньше. В то время как глубины нагреваются, верх¬
ние слои остывают. При этом в недрах Земли рост температуры ра¬
вен 100° за миллиард лет. Верхние слои земной толщи как бы лежат
на непрерывно расширяющемся раскаленном шаре, мощные колеба¬
ния которого и порождают землетрясения и извержения вулканов.
В расчетах Любимовой не все еще, разумеется, завершено, а мно¬
гое попросту спорно. Науке, например, пока ничего неизвестно о
том, каково истинное распределение радиоактивных элементов в
земных глубинах. „
И тем не менее, когда молодой советский ученый доложил о своих
исследованиях участникам Международного геофизического конгрес¬
са в Канаде, их огромная ценность была признана крупнейшими на¬
учными авторитетами мира. А видный американский геофизик про¬
фессор Джейкобс признал работу Любимовой достойной напечатания
в одном из известных научных сборников. „
Может статься, что в будущем расчеты Любимовой приобретут
не только теоретически-познавательное, но и важное практическое
значение. Ведь запасы тепла на нашей планете огромны. Между тем,
чтобы получить его и преобразовать в электроэнергию, мы строим
гигантские установки сложнейших конструкций. Если человек най¬
дет возможность использовать неисчерпаемые ресурсы тепла, тая¬
щиеся в недрах Земли, то многие проблемы, волнующие обитателей
нашей планеты на протяжении долгих столетий, найдут совершенно
неожиданное решение.
У проблемы использования
будущее!
внутренней энергии Земли — большое
«... Антарктида, материк, который по
площади почти равен Южной Амери¬
ке... и внутренние области которого
нам известны фактически меньше, чем
освещенная сторона Луны».
Р. Бэрд, 1933 г.
М. У. САГИТОВ,
кандидат физ.-мат. наук
СЕЙСМИЧЕСКИЕ И
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
В АНТАРКТИДЕ
Со времени открытия Антарктиды русскими мореплавателями
Ф. Ф. Беллинсгаузеном и М. П. Лазаревым в 1820 г. она постоян¬
но привлекала к себе внимание исследователей. Этот огромный
континент площадью около 14 млн. км2 представляет собой настоя¬
щую страну загадок. О ее географических условиях, о природе и
истории образования на ней громадного ледника, о геологическом
строении, о фауне и флоре, о сырьевых запасах, имеющихся в этой
части света,- мало что было известно. Антарктида интересовала ис¬
следователей и потому, что ее ледник оказывает большое влияние на
условия циркуляции атмосферы и океанических вод по всей Земле,
иными словами, она в значительной степени определяет погоду всей
планеты. Однако долгое время значительная удаленность Антаркти¬
ды, суровый климат, безбрежные просторы льда и снега, сложный
рельеф делали эту страну малодоступной для исследователей.
Изучение Антарктиды началось по существу лишь во время Меж¬
дународного геофизического года. Начиная с этого времени в Ан¬
тарктиде побывал целый ряд экспедиций различных стран: Ар-
^5?ДпНЬ^ттЛВСТРаЛИИ'лчАнглИИ' Бельгии- Новой Зеландии, Норвегии,
СССР, США, Чили, Франции, Южно-Африканской Республики, Япо-
122
нии; на южном континенте и окружающих его островах были соз¬
даны десятки научных станций. Как известно, СССР организовал
в Антарктиде несколько станций. Южнополярная обсерватория
Мирный — первая из этих станций, расположенная на омываемом
Индийским океаном побережье Антарктиды, начала работать с 1956 г.
Еще не было выбрано место для строительства обсерватории Мир¬
ный, а в бухте Депо уже были проведены первые определения си¬
лы тяжести. Круг вопросов, изучавшихся в этот период в Антарктиде,
был весьма широк. Уже сделаны первые выводы и первые обобщения.
Разумеется, для того, чтобы полностью освоить полученный наблюда¬
тельный материал об Антарктиде, который к тому же продолжает
непрерывно поступать, потребуются еще многие годы.
В настоящей статье мы остановимся на некоторых выводах, по¬
лученных на основании гравиметрических и сейсмических измерений,
проведенных в Антарктиде. Такие измерения позволяют определить
толщину ледника, строение земной коры и сделать определенные
заключения о равновесном состоянии последней.
Сейсмический метод определения нижней границы ледника осно¬
вывается на различии скорости распространения упругих волн во
льду и в подстилающих ледник породах. Возбуждение упругих волн
осуществляется с помощью искусственных взрывов. Волны, встречая
на своем пути границу раздела льда и подстилающих его пород,
| Сейсмический взрыв.
™?«ЖТТСЯ ОТ Нее И пРеломля1°тся. Отраженные и преломленные
на НРКПТАП ируются с пом°Щью специальной сейсмической аппаратуры
на некотором расстоянии от места взрыва. Измеряя время паспоо-
странения волн от места взрыва до приёмной аппаратуры и зная^х
скорость, можно рассчитать глубину залегания ложа ледника
вАРтгаВ«Ге.ТрИЧеСКИЙ МеТОА оп„РеАеления мощности ледника основы¬
вается на различии плотностей ледника и подстилающих его пород.
Лед имеет плотность 0,9 г/см , а подстилающие породы около 2,7 г/см3
аяачительная Разность плотностей создает так называемые ано-
ковыми ппи^ЖеСТИ' Измерения силы тяжести производятся маятни¬
ковыми приборами и гравиметрами. Последние представляют собой,
в принципе, высокоточные пружинные весы. Изменение силы тяже¬
сти вызывает изменение натяжения пружины гравиметра. Определе¬
ние же силы тяжести с помощью маятникового прибора произво¬
дится путем измерения периода колебаний маятника неизменной
длины. Для проведения этого опыта необходимо определить период
колебании маятника с точностью до одной десятимиллионной доли
секунды, а растяжение пружины гравиметра с точностью до несколь-
ких микрон. все это в условиях Антарктиды, где свирепствуют
жестокие морозы и ветры. у
Весьма целесообразным оказалось применение комплексных сей¬
смических и гравиметрических исследований. Первые из них позво¬
ляют получать опорные глубины ложа ледника или границ земной
коры. Гравиметрические же исследования, будучи более мобильны¬
ми и легко выполнимыми, позволяют, опираясь на сейсмические дан-
ные, получать^ сведения о глубинах в промежуточных пунктах.
Первые сейсмические измерения были проведены в Антарктиде
еще во время американской экспедиции 1933—1935 гг., организо¬
ванной для определения мощности ледового покрова. Норвежско-
британско-шведская экспедиция в 1949—1952 гг. на участке Земли
ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
коло?гЯИлк3«а^е1п25:еНИЯХ СИЛОЙ В П~12 балл°в выделяется энергия поистине
колоссальная. 10 эрг, что соответствует примерно энергии Днепрогэса пои
непрерывной его работе в течение 300-350₽лет.РВо врейя жезХе^рясения
Т-in nJ™, ТЭКаЯ ЭНергия была изРа«одована в течение всего лишь
* СкзхчуНД;
124
Измерение силы тяжести с помощью гравиметра.
Королевы Мод провела сейсмические определения на протяжении
600 км в глубь материка. Уже эти измерения показали, что ложе лед¬
ника имеет сложный рельеф со впадинами, глубина которых дости¬
гает нескольких сотен метров ниже уровня моря. Толщина ледникб,
измеренная этой экспедицией, оказалась около 2000 м.
Во время ряда походов санно-гусеничных поездов в глубь Антарк¬
тиды советские геофизики с целью изучения толщины ледника про¬
водили сейсмические и гравиметрические измерения. При этом при¬
менялся метод отраженных волн, создаваемых в буровой скважине
искусственными взрывами. Метод преломленных сейсмических волн
технически более сложен, и в Антарктиде удалось осуществить его
лишь в немногих местах.
Для измерения силы тяжести в походах санно-гусеничных поездов
применялись отечественные гравиметры. Выполнение гравиметриче¬
ских измерений гораздо проще сейсмических и занимает на каждом
пункте всего несколько минут. На рисунке на следующей странице
приведены результаты определения толщины ледника по сейсмиче¬
ским и гравиметрическим измерениям, полученным во время похо¬
дов санно-гусеничных поездов. Разрезы вдоль профиля Мирный—
Пионерская—Комсомольская—Советская—Полюс относительной не¬
доступности (а.) и вдоль профиля Мирный—Пионерская—Восток I—
Комсомольская—Восток—Амундсен-Скотт (Южный полюс) (б), вы¬
полненные советскими исследователями, дают представление о строе¬
нии ледника Центрального сектора Восточной Антарктиды. Как видно
125
Строение ложа ледника по определениям советских антарктических экс¬
педиций вдоль профилей: а) Мирный — Полюс относительной недоступ¬
ности; б) Мирный — Южный полюс.
из разреза а, на расстоянии 500—1000 км от побережья Антарктиды
ложе ледника проходит вблизи уровня моря и имеет многочислен¬
ные впадины, глубина одной из которых достигает 1 км относитель¬
но уровня моря. Далее ложе ледника поднимается, образуя горный
массив, наивысшая точка которого, расположенная между станциями
Советская и Полюс относительной недоступности, имеет высоту
около 3000 м над уровнем моря. Начиная с расстояния 1700 км, вы¬
сота ложа ледника вновь уменьшается. Толщина ледника вдоль рас¬
сматриваемого профиля местами достигает 4000 м.
Иной характер имеет ложе ледника по второму профилю (б).
Оно проходит здесь вблизи уровня моря и имеет равнинный ха¬
рактер (равнина Шмидта). Начиная с расстояния 1800 км от Мир¬
ного профиль ложа на протяжении 600 км лежит ниже уровня моря.
Здесь толщина ледника составляет около 3300 м, на станции Восток —
около 3700 м, а на станции Амундсен-Скотт — 2800 м.
Советские исследователи провели сейсмические и гравиметриче¬
ские измерения во время ряда еще других внутриконтинентальных
походов санно-гусеничных поездов. Назовем только маршруты основ¬
ных походов: Мирный — пункт с координатами 71°59' ю. ш., 87°
126
в. д. — Комсомольская; Комсомольская—Советская—Восток—Комсо¬
мольская. В 1964 г. закончились исследования по очень трудному
маршруту протяженностью свыше 2000 км: Полюс относительной
недоступности — пункт с координатами 78° ю. ш., 20° в. д.— Моло¬
дежная.
Интересные результаты по исследованию ложа ледника были по¬
лучены Британско-Новозеландской экспедицией, которая в 1957—
1958 гг. на вездеходах и собачьих упряжках, сопровождаемых само¬
летами, пересекла Антарктиду от моря Уэдделла через Южный полюс
до моря Росса. Особенно трудным был путь от станции Шеклтон до
станции Саут-Айс по шельфовому леднику Фильхнера. Сейсмиче¬
ские измерения проводились через каждые 60—80 км пути. Оказа¬
лось, что ложе ледника имеет в этом районе резкопересеченный ха¬
рактер, особенно на участке от ледяного шельфа Фильхнера до Юж¬
ного полюса, где оно местами поднимается до 2000 м, а затем опу¬
скается ниже уровня моря. На участке же от Южного полюса до
края шельфового ледника Росса ложе ледника изменяется более
спокойно.
В 1960—1961 гг. американские исследователи участвовали в похо¬
де санно-гусеничного поезда, проходившего от станции Мак-Мердо до
Южного полюса по маршруту, довольно близкому к маршруту Бри¬
танско-Новозеландской трансантарктической экспедиции. Условия по¬
хода были относительно благоприятными. Весь путь протяженностью
в 1970 км они прошли за два месяца. Выполненные при этом сейсми¬
ческие и гравиметрические измерения позволили определить толщи¬
ну ледника вдоль маршрута. Было установлено, что ранее обнару¬
женная советскими учеными равнина Шмидта простирается на зна¬
чительную часть Восточной Антарктиды. Оказалось, что начиная с
550 км маршрута от Мак-Мердо ложе ледника находится в среднем
на уровне моря. Значительные поднятия, достигающие 2000 м, наблю¬
дались лишь вблизи краевой зоны Антарктиды (плато Депо) и в по¬
лутора градусах от Южного полюса. К сожалению, по техническим
причинам во время этого похода не удалось провести сейсмических
измерений на самом Южном полюсе. Правда, в результате исследо¬
ваний советских геофизиков было известно, что ложе ледника здесь
почти на уровне моря. Данные американской экспедиции Мак-Мер-
до — Южный полюс, а также расчеты, сделанные советскими геофизи¬
ками, не подтвердили выводов английских и новозеландских иссле¬
дователей о том, что ложе ледника на участке от моря Росса до Юж¬
ного полюса всюду выше уровня моря на 1500—2000 м.
Участники американской экспедиции, достигнув Южного полюса,
после пятидневного пребывания в этом районе возвратились на двух
самолетах в Мак-Мердо. Транспорт и оборудование были законсер¬
вированы для последующего похода от Южного полюса в один из
неисследованных районов загадочного материка.
127
Американские геофизики осуществили сейсмические и травимет
рические определения еще по ряду маршрутов: станция Скотт —
пункт с координатами 71 °07' ю. ш„ 139°11' з. д. (конечный пункт,
достигнутый ранее французской экспедицией со станции Дюмон-
Дюрвиль) Халлет; Южный полюс — район горного хребта Земли
Королевы Мод; пересечение Антарктического полуострова (Земля
Грейама) от станции Кемп Миннесот до Скай-Хай, протяженностью
1700 км. Ряд маршрутов с сейсмическими и гравиметрическими изме¬
рениями начинался со станции Бэрд и проходил от нее по многим на¬
правлениям, в том числе на Южный полюс.
Большой вклад в изучение ледового покрова Антарктиды был сде¬
лан также французскими исследователями, которые провели изме¬
рения по маршруту станция Дюмон-Дюрвиль—Шарко — пункт с ко¬
ординатами 71°07' ю. ш., 139°1Г з. д., и японскими геофизиками; осу¬
ществившими определение толщины ледника в районе станции Сёва.
Австралийские ученые, проведя сейсмические измерения по пути
со станции Уилкс до станции Восток, показали, что ложе ледника
лежит между этими станциями в большей части ниже уровня моря,
встралийские же исследователи совершили внутриконтинентальный
поход протяженностью 650 км от станции Моусон. Новозеландские
геофизики произвели гравиметрические измерения и определили тол¬
щины ледника на побережье Земли Виктории, а также на леднике
128
Бидмор. Гравиметрические измерения бельгийских исследователей
позволили выяснить, что шельфовый ледник в районе станции Король
Бодуэн находится на скальных породах. На этой странице приведена
схема областей ложа ледника Антарктиды, расположенных выше и
ниже уровня моря. Она показывает, что между морем Росса и морем
Беллинсгаузена через всю Антарктиду протянулась громадная об¬
ласть, лежащая ниже уровня моря. Наибольшая глубина встречается
в районе восточнее станции Бэрд (2500 м).
Данные сейсмических и гравиметрических измерений позволили
установить, что граница шельфовых ледников Фильхнера и Росса
много шире, чем было принято считать раньше. Шельфовые лед¬
ники в отличие от материковых находятся на плаву или частично
опираются на дно. Громадная область, где ложе ледника ниже уров¬
ня моря, обнаружена и в Восточной Антарктиде. Советские гравимет¬
рические измерения в Антарктиде позволили сделать интересные за¬
ключения о строении шельфового ледника в районе станции
Лазарев. По результатам гравиметрических измерений была вы¬
числена нижняя граница ледника и построена соответствующая карта
подледного рельефа. При этом была установлена граница, где шель¬
фовый ледник лежит непосредственно на коренных породах. Оказа¬
лось, что под ледником проходит глубокий желоб в направлении,
почти параллельном береговой линии. Станция Лазарев оказалась
129
Схема строения ложа ледника Антарктиды.
расположенной неудачно, на месте наибольшей глубины желоба
(704 м). Подобные желоба под шельфовыми ледниками были не¬
сколько ранее обнаружены гравиметрическим методом в районе лед¬
ника Шеклтона, у Берега Сабрина, Берега Банзарэ и др.
Еще одним интересным примером применения сейсмических и
гравиметрических исследований в Антарктиде являются исследова¬
ния на ледяном острове. Победы в 100 км севернее шельфового лед¬
ника Шеклтона. Его считали островом, сплошь покрытым ледником
В результате сейсмических и гравиметрических измерений удалось
установить толщину ледника. Оказалось, что это не остров, а круп¬
ный айсберг, севший на мель. При этом почти весь айсберг нахо¬
дится на плаву, и лишь двумя участками он сидит на дне моря.
Подводя итоги сейсмических и гравиметрических исследований
строения ледника Антарктиды, можно предположить, что Восточная
Антарктида представляет собой материк, а Западная Антарктида —
громадный архипелаг больших и малых островов, покрытых единым
ледником.
Гравиметрические и сейсмические измерения в Антарктиде позво¬
ляют не только определять толщину ледника, но и изучать строение
земной коры. Изучение земной коры вообще, и в Антарктиде в
о • • • • • •••••••••••••
ПОЛЮСЫ ПУТЕШЕСТВУЮТ
Еще в прошлом столетии ученые обнаружили, что земные полюсы «пу¬
тешествуют». Например, Северный полюс все время перемешается по слож¬
ной спиральной линии вокруг некоторого среднего положения, отклоняясь
то в одну сторону, то в другую сторону на 10—15 м. Несколько лет назад
советский ученый Орлов обнаружил, что Северный полюс имеет еще одно,
поступательное движение. Он ежегодно смещается на 12,5 см в направ¬
лении полуострова Лабрадор в Северной Америке. Недавно советский уче¬
ный В. С. Назаров высказал интересную гипотезу о причинах подобного
смещения земных полюсов.
Если бы мы могли взглянуть на нашу планету со стороны, с достаточно
большого расстояния, мы увидели бы, что вблизи ее полюсов располагаются
гигантские белые пятна — полярные шапки. По подсчетам ученого, объем
материковых льдов, расположенных в полярных областях выше уровня
моря, составляет 27 млн. км3. При этом оказалось, что полярные шапки рас¬
положены несимметрично относительно земных полюсов. Более того, в ре¬
зультате особенностей атмосферной циркуляции в полярных областях ма¬
териковые льды постепенно перемещаются.
131
частности, чрезвычайно важно для выяснения проблем горообра¬
зования, происхождения материков и океанов, распределения
месторождений полезных ископаемых и т. д. Сейсмические взрывы,
применявшиеся для определения толщины ледника методом отра¬
женных волн, недостаточны для решения задачи глубинного строе¬
ния земной коры. Надежная картина строения земной коры может
быть получена методом глубинного сейсмического зондирования, раз¬
работанного в СССР академиком Гамбурцевым и его сотрудниками.
Использование этого метода связано с проведением больших искус¬
ственных взрывов и применением сложной аппаратуры. Такие ра¬
боты в Антарктиде еще не проведены, но, по-видимому, будут осу¬
ществлены в недалеком будущем.
Для изучения общей мощности земной коры можно использо¬
вать также распространение упругих волн, вызванных землетрясени¬
ями. Запись сейсмических волн ведется непрерывно на ряде станций
в Антарктиде — Мирный (СССР), Уилкс (Австралия), Халлет (Новая
Зеландия), Оркадас (Аргентина) и др. Запись осуществляется с по¬
мощью сейсмографов, установленных на твердом основании, связан¬
ном с коренными породами. Ежегодно станции регистрируют сотни
землетрясений. Например, за период с 23 июня 1956 г. по 1 февраля
1957 г. сейсмической станцией в Мирном было зарегистрировано
196 землетрясений, из них 15, вероятно, были связаны с растрескива¬
нием льда. Из 38 надежно зарегистрированных очагов землетрясений
9 находятся в антарктической и субантарктической областях. Боль¬
шинство из них приурочено к части Тихоокеанского сейсмического
гюяса (острова Тонга, Фиджи и др.), несколько меньше — к району
Вычисления показали, что общая масса полярных льдов столь велика,
что ее перемещения должны оказывать влияние на «равновесие» земного
шара. Масса эта составляет одну двухсоттысячную массы всей Земли. Что
же касается объема полярных льдов, то он поистине грандиозен и достигает
одной сорокатысячной объема нашей планеты. Если бы эти льды равно¬
мерно распределить по поверхности всего земного шара, то высота их до¬
стигла бы 50 м.
Поэтому не удивительно, что смещение огромных масс льда сказывается
на положении земного шара относительно оси вращения — происходит мед¬
ленное изменение положения земных полюсов, а значит, й климатиче¬
ских зон.
Согласно подсчетам В. Назарова, в настоящее время Северный полюс
движется по направлению к экватору вдоль 60-го меридиана западной дол¬
готы, а Южный —вдоль 120-го меридиана восточной долготы. Если подоб¬
ное перемещение будет происходить и впредь, то в течение ближайших
100 тысяч лет произойдет существенный сдвиг тепловых поясов и клима¬
тических зон. В частности, можно ожидать заметного похолодания в Канаде
и в Австралии и, наоборот, потепления в Сибири, Японии и Китае.
132
между Антарктическим полуостровом (Землей Грейама) и Южной
Америкой. В то же время на материке Антарктиды не отмечено ни од¬
ного землетрясения. Тихоокеанский сейсмический пояс в районе За¬
падной Антарктиды теряет свою сейсмическую активность. Причина
странной асейсмичности Антарктиды пока не выяснена. Наиболее
удачная запись одного из землетрясений, происшедшего в 500 км
к северо-западу от Антарктического полуострова, дала возможность
вычислить толщину земной коры по пути распространения волн: Ан¬
тарктический полуостров — Земля Эдит Ронне — Центральная Ан¬
тарктида. Толщина эта оказалась равной 35 км. Аналогичные опреде¬
ления были проведены новозеландскими геофизиками по записи
восьми землетрясений на станциях Халлет, Скотт и Мирный. Сред¬
няя толщина земной коры в Западной Антарктиде в районе Земли
Виктории и Земли Уилкса составляет 35 км. Эта область Антарктиды
вместе с Антарктическим полуостровом, Землей Эдит Ронне и Цент¬
ральной Антарктидой имеет земную кору континентального типа.
Сейсмические наблюдения новозеландских геофизиков позволили
определить толщину земной коры в районе Земли Мери Бэрд, где
кора оказалась толщиной в 25 км. Это — земная кора промежуточного
типа. Кора такого типа обнаружена в переходной зоне между Азиат¬
ским материком и Тихим океаном в районе южной части Охотского
моря, вблизи центральной части Курильских островов и в Беринго¬
вом море. По всей видимости, кора промежуточного типа в Западной
Антарктиде существует потому, что Западная Антарктида является
архипелагом, а не материком.
Сейсмические и гравиметрические измерения оказали большую э
помощь ученым в изучении общего геологического строения Антарк¬
тиды, которое часто недоступно непосредственному исследованию
из-за громадного Антарктического ледника. В геологическом отноше¬
нии в Антарктиде отмечаются три основных структурных элемента:
охватывающая всю Восточную Антарктиду область плато, или так
называемый Большой Антарктический щит; складчатая зона в Запад¬
ной Антарктиде, которая является продолжением Южных Американ¬
ских Анд. Между этими областями расположен большой провал —
грабен Росса — Уэдделла.
О полезных ископаемых в Антарктиде известно пока еще очень
мало. Но уже и сейчас открыты залежи каменного угля, месторож¬
дения железа, никеля и др. Возможны месторождения нефти.
Важной проблемой является выяснение изостатического состоя¬
ния Антарктиды, т. е. равновесного состояния земной коры в Ан¬
тарктиде. Эта проблема становится особенно актуальной в связи
с тем, что появление ледника в Антарктиде в недалеком прошлом
должно было неизбежно привести к прогибанию земной коры.
Земная кора под действием силы, вызванной длительной ледовой
нагрузкой, ведет себя не как твердое тело, а как пластическое.
133
Прогибание земной коры в подстилающие ее породы большей плот¬
ности должно происходить до тех пор, пока вес земной коры и лед¬
ника не уравновесится выталкивающей архимедовой силой. Грави¬
метрические измерения в Антарктиде показали, что такое равнове¬
сие для Антарктиды в целом имеется. Для отдельных горных райо¬
нов его нет.
Гравиметрические измерения в Антарктиде представляют громад¬
ную ценность для изучения фигуры Земли в целом и ее гравитацион¬
ного поля. Знание последнего играет большую роль для правильного
расчета траекторий полета спутников и ракет. До недавнего прошло¬
го южное полушарие Земли и в особенности Антарктида были белым
пятном в изученности гравитационного поля Земли. Работы в период
МГГ пока только частично восполнили этот пробел. Изучение Антарк¬
тиды продолжается. Об этом суровом материке будет получено еще
много новых данных.
Гарольд ЛАЙОНС (США)
АТОМНЫЕ ЧАСЫ
Когда речь идет о «точном времени», большинство из нас вполне
удовлетворяется точностью в несколько секунд. Для секундомера,
отмечающего время на спортивных состязаниях, достаточна точность
в 0,1 сек. Но во многих областях современной науки и техники во¬
прос о «точном времени» ставится совсем по-иному. В лаборатории
нам приходится иметь дело с тысячными, миллионными и даже мил¬
лиардными долями секунды.
Измерение любой физической величины сводится в конечном сче¬
те к вопросу о соответствующих единицах. Чтобы определить рас¬
стояние, мы выбираем какую-либо удобную единицу длины и подсчи¬
тываем, сколько раз она может быть отложена от одной точки до
другой. Чтобы определить промежуток времени между двумя событи¬
ями, мы выбираем удобную единицу, скажем, промежуток времени,
за который выбранный нами маятник совершит ровно одно колеба¬
ние, и подсчитываем число качаний маятника в течение нашего ин¬
тервала. Однако колебания маятника не всегда одинаковы. Основная
проблема точного измерения времени состоит в том, чтобы найти та¬
кой периодический процесс, который бы никогда не менялся или ме¬
нялся настолько незначительно, что этими изменениями можно было
135
бы пренебречь. С незапамятных времен мы вели счет времени по
перемещению Земли относительно звезд. Теперь же мы начинаем по¬
дыскивать более точные стандарты в мире молекул и атомов. Там
находим процессы, регулярность которых дает возможность изме¬
рять время с небывалой точностью.
Часы на стене
Посмотрим сначала, как действуют обычные часы. В электриче¬
ских часах «маятником» является переменный ток. Поэтому точность
хода таких часов зависит о'т постоянства частоты тока. Для обыден¬
ной жизни 50-периодный ток, вырабатываемый электростанциями,
достаточно стабилен.
В лабораториях и обсерваториях, где нужна гораздо большая точ¬
ность, используются кварцевые часы. В них частоту колебаний элек¬
тронного генератора контролирует кристалл кварца. Если к такому
кристаллу приложить переменное электрическое напряжение, он на¬
чнет колебаться со своей собственной, строго определенной часто¬
той. Помещенный в колебательный контур кварцевый кристалл воз¬
буждает в нем колебания своей естественной частоты. Результиру¬
ющий ток может вращать синхронный мотор часов с ошибкой не
больше одной миллиардной доли в зависимости от величины измеряе¬
мого интервала. Однако изменения температуры и других условий
вызывают изменения собственной частоты кристалла; кроме того,
с течением времени он «стареет», и его частота начинает «дрейфо¬
вать».
Все изготовленные человеком часы устанавливаются по часам, ко¬
торые даны нам самой природой,— по 24-часовому периоду враще¬
ния Земли. Полный оборот земного шара отмечается по прохождению
избранной нами звезды по небосводу. Этот интервал времени де¬
лится на 86 400 частей, которые и определяют длину одной секунды.
Однако при вычислении точной продолжительности суток прихо¬
дится вводить многочисленные поправки, связанные с неравномер¬
ностью вращения Земли вокруг своей оси. Кроме того, во вращении
Земли обнаруживаются «скачки», которые нельзя предсказать за¬
ранее. Величина их может превышать 1/20 000 000 часть суток.
Вот почему прилагается так много усилий, чтобы «найти» часы,
которые могут хранить время лучше, чем Земля или звезды. Атом¬
ные часы открывают в этом отношении большие возможности. Дви¬
жения атомов и молекул, которые могут служить «маятниками», аб¬
солютно регулярны. Их строгая периодичность определяется закона¬
ми атомного мира.
Некоторые виды движений в атомном мире, например колебания
электронов, вызывающие излучение видимого света, слишком быстры,
чтобы их можно было точно подсчитать. Но имеются атомные осцил¬
136
ляторы в области микрорадиоволн с частотами в пределах несколь¬
ких миллиардов герц, которые могут быть достаточно точно со¬
считаны.
Аммиачные часы
В первых атомных часах использовались колебания молекул ам¬
миака.
Эти молекулы, состоящие из трех атомов водорода и одного
атома азота, имеют форму пирамиды. Атомы водорода располагаются
по углам треугольного основания, а атом азота образует вершину. В
соответствии с правилами классической физики силы взаимодействия
между атомами удерживают атом азота в вершине этой молекуляр¬
ной пирамиды. Но эксперименты показывают, что атом азота может
«проваливаться» через основание пирамиды и переходить в точку,
симметричную вершине относительно основания пирамиды. Сущность
этого явления объяснила квантовая механика. Конечно, если атом азо¬
та мог «провалиться» через основание в одном направлении, он мо¬
жет таким же путем вернуться обратно: другими словами, атом азота
может совершать колебания, проходя туда и обратно через основа¬
ние.
Эти колебания могут происходить только с одной, строго опре¬
деленной частотой, равной 23 870 Мгц.
Получив откуда-нибудь необходимую энергию, молекула аммиака
начинает колебаться со своей естественной частотой, подобно маят¬
нику, который начинает качаться от толчка. Если толчки следуют
ритмично и в соответствии с естественной частотой маятника, то его
колебания будут гораздо больше возбуждающих толчков. Ввиду этого
колеблющаяся молекула поглощает энергию из возбуждающего ис¬
точника и преобразует ее в энергию собственных колебаний. Радио¬
волны с частотой 23 870 Л1гц вызывают сильное поглощение энергии
атомом азота и сильные его колебания.
В аммиачных часах два «маятника»: кристалл кварца и молекулы
аммиака.
Аммиак служит для исправления малых отклонений, или нере¬
гулярностей, кварцевого осциллятора от заданной частоты. Осцил¬
лятор вращает синхронный мотор, подобный тому, который приме¬
няется в обыкновенных электрических часах. Для этого частота ос¬
циллятора должна быть преобразована в частоту, на которую рассчи¬
тан мотор часов, т. е. близкую к 50 гц. Частота колебаний кристалла
кварца уменьшается при помощи специальных контуров.
Аммиачные часы работают следующим образом. Кристалл кварца
в генераторе колеблется со своей частотой, которая при помощи спе¬
циального умножителя увеличивается до значения, близкого к соб¬
ственной частоте колебаний молекул аммиака. Эти быстрые коле¬
бания преобразуются при помощи маленькой антенны в радиоволны,
137
Молекула аммиака имеет форму
пирамиды. Атомы водорода (чер¬
ные точки) расположены по уг¬
лам треугольного основания; атом
азота (кружок) — в вершине. Он
может колебаться между положе¬
ниями над и под основанием, пе¬
ремещаясь по пути, отмеченному
пунктиром.
которые направляются в длинную камеру, или волновод, с газообраз¬
ным аммиаком. Если радиоволны будут той же частоты, что и соб¬
ственная частота колебаний молекул аммиака, то большая часть энер¬
гии радиоволн будет поглощена аммиаком и лишь малая часть прой¬
дет через волновод. Но если эти две частоты не точно соответствуют
АРУГ Другу, большая часть энергии радиоволн пройдет через волновод
к приемнику. Приемник действует как механизм обратной связи: он
меняет частоту колебательного контура, приводя ее в соответствие с
частотой колебаний молекул аммиака.
Однако контур обратной связи всегда имеет некоторое запаздыва¬
ние во времени, и поэтому исправление частоты не может быть аб¬
солютно точным. Известную неточность вносят и колебания самих
молекул. Это происходит по двум причинам. Во-первых, движущиеся
молекулы аммиака непрерывно сталкиваются друг с другом и со стен¬
ками волновода. При каждом таком столкновении частота колебаний
молекулы аммиака немного «сбивается» со своего нормального зна¬
чения. Второй причиной изменения частоты является эффект Доплера
Для радиоволны, проходящей вдоль волновода, частота молекулы
аммиака, движущейся ей навстречу, будет немного выше ее собствен¬
ной, а частота молекулы, движущейся в том же направлении — нем¬
ного ниже. Как столкновения, так и эффект Доплера приводят к впол¬
не измеримому разбросу частоты относительно центрального зна¬
чения, что и кладет предел возможной точности аммиачных
часов.
Первые аммиачные часы имели точность около 10~8 сек. По-види¬
мому вообще аммиачные часы не могут достичь точности, большей
2 • 10 * сек.
138
Цезиевые часы
Точные атомные часы изготовляют из цезия — металла, который
плавится уже при комнатной температуре.
Атом цезия имеет естественную частоту колебаний, равную
9192 Мгц, что примерно соответствует 3-сантиметровому диапазону,
широко используемому в радиолокационной технике.
Цезий — щелочной металл. Это означает, что у него* только один
электрон, вращение которого превращает атом в маленький магнит
(магнетизм остальных электронов можно не принимать во внимание,
поскольку их магнитные моменты «гасят» друг друга). Вращающееся
ядро атома цезия также представляет собой магнит. Таким образом,
атом цезия содержит два маленьких магнита, каждый из которых на¬
ходится в поле другого.
Ни один из этих магнитов не может сохранять постоянного на¬
правления. Оба они находятся под влиянием силы тяжести, и это за¬
ставляет их колебаться (точнее, прецессировать) вокруг некоторого
фиксированного направления. «Частота» их колебаний равна 9192 Мгц.
Если атомы цезия поместить в электромагнитное поле с частотой
9192 Мгц, электроны будут поглощать или излучать энергию, скачком
меняя свою ориентацию. Такое изменение состояния атома и образу¬
ет «механизм» часов. ’
Цезий подогревается в электрической печи, и его пары, состоящие
из отдельных атомов, через маленькое отверстие поступают в длин¬
ную вертикальную трубку, из которой выкачан воздух. В этой трубке
пучок цезиевых атомов движется вниз, подобно колонне марширу¬
ющих солдат, без столкновений атомов друг с другом. Пучок прохо-
Атом цезия имеет единственный
электрон (черная точка), располо¬
женный вне орбит остальных
электронов (пунктирные окруж¬
ности). Электрон и ядро являются
своеобразными вращающимися маг¬
нитиками. Их оси колеблются
(прецессируют) в пространстве,
как показано стрелками. Эти ко¬
лебания и являются «механизмом»
Ц цезиевых часов.
Схема контролирующего устройства
атомных часов. Часть энергии с выхода
кварцевого осциллятора передается в де¬
литель частоты, где она преобразуется
в частоту 50 гц, направляемую в обыч¬
ные электрические часы. Другая часть
преобразуется в умножителе частоты до
частоты атомных колебаний и направ¬
ляется в контур, который сравнивает ее
с собственной частотой колебаний ато¬
мов цезия. Любое различие между этими
частотами вызывает сигнал, который пе¬
редается в осциллятор и изменяет его
частоту в соответствии с атомным стан¬
дартом.
ДИТ через магнитное поле, кото-
рое отбирает из него атомы с
определенным энергетическим
состоянием. Вслед за тем пучок
атомов цезия облучается радио¬
волнами с частотой 9192 Мгц.
Наконец пучок проходит через
второе магнитное поле, похо¬
жее на первое, и попадает
в специальный детектор, где
он возбуждает электрический
ток.
Если радиоволны имеют точ¬
ную частоту, большое число
атомов в потоке изменяет свою
энергию. Второй магнит направ¬
ляет эти атомы прямо к детек¬
тору. Если же частота радиоволн
не согласуется с естественной
частотой атомов цезия, они при
прохождении через второй маг¬
нит отклоняются таким образом,
что лишь немногие достигают
приемника. Как и в аммиачных
часах, приемник содержит
устройство, меняющее частоту
колебаний радиоволн так, что¬
бы ток в детекторе был макси¬
мальным.
Цезиевые часы исключитель¬
но точны, потому что использу¬
емая линия цезия очень узка.
Схема прибора исключает столк¬
новения между атомами, а эф¬
фект Доплера отсутствует, по¬
тому что радиоволны падают
на пучок атомов под прямым уг¬
лом к направлению их движе¬
ния.
При точном контроле радио¬
частоты таким путем можно до¬
стичь точности в 10~10. Это со¬
ответствует ошибке в 1 сек. за
300 лет!
Мазерные часы
Но почему бы не считать время прямо по собственным колебаниям
атомов, исключив всевозможные косвенные методы поисков их соо-
ственных частот поглощения?
Оказывается, подобная идея может быть реализована на практике.
Новые атомные часы получили название «мазер».
«Счетчиком» времени в таких часах является молекула аммиака
в возбужденном состоянии, в котором она скорее излучает, чем по¬
глощает энергию.
Пучок молекул аммиака, выходящих под большим давлением из
баллона с газообразным аммиаком, попадает сначала в трубку с элек¬
трическим полем. Это поле действует, как своеобразный регулиров¬
щик, рассеивая в стороны молекулы с малой энергией, способные
лишь поглощать энергию, и концентрируя молекулы, способные излу¬
чать. Поток этих крошечных «излучателей» попадает в «объемный
резонатор», где молекулы излучают свою энергию в виде микрора¬
диоволн. Величина полости резонатора подобрана так, что ее резо¬
нансная частота точно соответствует частоте колебаний молекулы
аммиака. Поэтому энергия, излученная молекулой, усиливается, и
возникают сильные колебания. Эти колебания могут быть использо¬
ваны для контролирования синхронного мотора электрических часов
при помощи сервомеханизма.
Колебания, создаваемые мазером, очень близки к чистому моно¬
хроматическому излучению, частота которого может оставаться ста¬
бильной с точностью до 10~10 в течение часа или более. Этот срок
может быть увеличен.
Принцип действия цезиевых часов. Пучок, испускаемый источником (элект¬
рической печью), содержит атомы в двух энергетических состояниях. Ато¬
мы отклоняются первым и вторым магнитами таким образом, что не по¬
падают в детектор, показанный справа. Когда атомы возбуждаются пото
ком радиоволн, они переходят в другое энергетическое состояние. Второй
магнит теперь отклоняет атомы в противоположных направлениях, так
что они либо попадают в детектор, либо резко отклоняются в сторону.
Выход
Фокусирующее
устройство
Принцип действия мазера. Газообразный аммиак из источника (баллона)
содержит молекулы с высокой и низкой энергией, которые поглощают ее
(черные точки). Фокусирующее устройство представляет собой кольцо из
длинных электродов. Электрическое поле внутри кольца рассеивает моле¬
кулы с малой энергией и концентрирует в узкий пучок молекулы, способ¬
ные излучать. Последние попадают в объемный резонатор, который на¬
строен на частоту колебаний молекул. Колебательная энергия выводится
наружу волноводом. *
Предположим, что число молекул, попадающих внутрь резона¬
тора, станет меньше количества, необходимого для поддержания ко¬
лебаний. Пусть теперь в резонатор поступит небольшое количество
энергии в виде радиоволн нужной частоты. Тогда колебания молекул
аммиака будут усиливать поступивший сигнал. В этой форме мазер
превращается в исключительно избирательный и лишенный шумов
усилитель. Он дает большое усиление, когда слабый сигнал должной
частоты поступает в~ полость. Даже если внешний сигнал «загряз¬
нен» другой частотой, аммиак отвечает только на собственную час¬
тоту колебаний, так что настройка такого приемника очень точна.
Применение атомных часов
Как же используются все эти замечательные хранители времени?
Прежде всего, атомные часы могут быть использованы как более
точный и неизменный эталон единицы времени (секунды), чем тот, ко¬
торый дают нам астрономические наблюдения. Таким путем точное
время можно было бы получать непрерывно, не ожидая нескольких
дней или даже лет для исправления астрономических измерений. К
тому же с эталоном времени при помощи атомных часов, связанных
с микроволновым интерферометром, может быть сопоставлен и эта¬
лон длины. Это могло бы дать нам систему единиц более взаимо¬
связанную, чем теперь, когда длина и время измеряются совершен¬
но независимо.
Установление действительно точной земной шкалы времени поз¬
воляет провести более точные измерения вращения Земли вокоуг
142
своей оси, что, в свою очередь, поможет геофизикам составить кар¬
тину движения вещества в глубоких недрах Земли.
Атомные часы могут также играть главную роль в фундаменталь¬
ных физических исследованиях, помогая измерять колебания и вра¬
щения молекул, атомов и ядер.
Другие важные применения связаны с воздушной навигацией. Не¬
которые из ныне существующих навигационных радиоинструментов
могли бы определять положение точек на расстояниях свыше 4500 км,
если бы частота радиосигнала обладала стабильностью до 10"9. Всего
ли!пь 30 подобных станций могли бы обслуживать весь земной шар.
Мазер может быть также использован в астрономии и космологии.
Как лишенный шумов усилитель, он может исключить шумы, возни¬
кающие в различных частях радиотелескопов, и обеспечить регистра¬
цию слабых сигналов, расширив тем самым возможности нашего про¬
никновения в глубины Вселенной. Атомные часы могут также помочь
решить чрезвычайно интересный вопрос о том, течет ли время в атом¬
ном мире с такой же скоростью, как во Вселенной.
С помощью атомных часов можно экспериментально проверять
некоторые следствия общей теории относительности.
Вот почему безмолвные атомные часы могут рассказать нам о
Вселенной многое. Время будет говорить!
АРТУР КЛАРК
ЛЕТО НА ИКАРЕ
Научно-фантастический рассказ
Очнувшись, Колин Шеррард долго не мог сообразить, где находится.
Он лежал в капсуле на круглой вершине холма, склоны которого запеклись
темной коркой, точно их опалило жаркое пламя; вверху простерлось
аспидно-черное небо с множеством звезд, и одна из них, над самым го¬
ризонтом напоминала крохотное яркое солнце.
Солнце?! Неужели он так далеко от Земли? Не может быть. Память
подсказывала ему, что Солнце близко, угрожающе близко, оно никак не
могло обратиться в маленькую звезду Вдруг в голове у него прояснилось.
Шеррард знал, где находится, знал совершенно точно, и мысль об этом
была столь ужасна, что он едва опять не потерял сознание.
Никто из людей не бывал еще так близко к Солнцу.
Поврежденный космокар лежал не на холме, а на сильно искривлен¬
ной поверхности маленького — всего две мили в поперечнике — космиче¬
ского тела. И быстро опускающаяся к горизонту на западе яркая звезда —
это огни «Прометея», корабля, который доставил Шеррарда сюда,
за миллионы миль от Земли. Товарищи, конечно, уже недоумевают, почему
не вернулся его космокар — замешкавшийся почтовый голубь. Пройдет не¬
много минут, и «Прометей» исчезнет из поля зрения, уйдет за горизонт,
играя в прятки с Солнцем...
Колин Шеррард проиграл эту игру.
Правда, он пока на ночной стороне астероида, укрыт в его прохладной
тени, но быстротечная ночь на ^сходе. Че-ырехчасовой икарийский день
надвигается стремительно и неотвратимо, близок грозный восход, когда
яркий солнечный свет—в тридцать раз ярче, чем на Земле, — выплеснет
на эти камни жгучее пламя. Шеррард великолепно знал, почему все кру¬
гом опалено до черноты. Хотя Икар достигнет перигелия только через
неделю, уже теперь полуденная температура на его поверхности близка к
тысяче градусов по Фаренгейту.
Как ни мало подходил момент для юмора, ему вдруг вспомнилось, что
капитан Маклеллан сказал об Икаре: «Самый горячий участок недвижимости
во всей солнечной системе».
Несколько дней назад они воочию убедились, сколь справедлива эта
шутка, — достаточно было сделать один из тех простейших ненаучных опы¬
144
тов, которые действуют на воображение куда сильнее, чем десятки гра¬
фиков и кривых.
Незадолго до восхода один из космонавтов отнес на бугорок деревян¬
ную чурку. Стоя в укрытии на ночной стороне, Шеррард видел, как первые
лучи Солнца коснулись бугорка. Когда его глаза оправились от внезапного
взрыва света, он разглядел, что чурка уже чернеет, обугливаясь. Будь здесь
своя атмосфера, дерево тотчас вспыхнуло бы ярким пламенем.
Вот что такое восход на Икаре...
Правда, пять недель назад, когда они пересекли орбиту Венеры и впер¬
вые высадились на астероид, было далеко не так жарко. «Прометей» по¬
дошел к Икару в момент его наибольшего удаления от Солнца. Космиче¬
ский корабль приноровил свой ход к скорости маленького мирка и лег на
его поверхность легко, как снежинка. (Снежинка — на Икаре!.. Придет же
на ум такое сравнение!) Тотчас по шестнадцати квадратным милям колючего
никелевого железа, покрывающего большую часть астероида, рассыпались
ученые, расставляя приборы, разбивая триангуляционную сеть, собирая об¬
разцы, делая множество наблюдений.
Все было задумано и тщательно расписано много лет назад, когда
еще только готовились к Международному Астрофизическому Десятилетию.
Икар предоставлял исследовательскому кораблю неповторимую возмож¬
ность: под прикрытием железокаменного щита двухмильной толщины по¬
дойти к Солнцу на расстояние всего семнадцати миллионов миль. Защи¬
щенный Икаром, корабль мог без опаски облететь вокруг могучей топки,
которая всем планетам несет тепло и сделала возможной жизнь.
Подобно легендарному Прометею, добывшему для человечества огонь,
космолет, названный его именем, доставит на Землю новые знания о пора¬
зительных тайнах небес...
Члены экспедиции успели установить все приборы и провести заданные
исследования, прежде чем «Прометею» пришлось взлететь, чтобы отступить
вместе с ночной тенью. Да и после этого оставалось в запасе еще около
часа, во время которого человек в космокаре — миниатюрном, длиной
всего десять футов, космическом корабле — мог продолжать работу на
ночной стороне, пока не подкралась полоса восхода. Казалось бы, в мире,
где рассвет приближается со скоростью всего одной мили в час, ничего не
стоит вовремя улизнуть! Но Шеррард не сумел этого сделать, и теперь
его ожидала кара: смерть.
Он и сейчас не совсем понимал, как это произошло.
Колин Шеррард налаживал передатчик сейсмографа на Станции 145,
которую они между собой называли Эверестом: она на целых девяносто
футов возвышалась над поверхностью Икара! Работа пустяковая. Правда,
выполнять ее приходилось с помощью выдвигающихся из корпуса космо¬
кара механических рук, но Шеррард уже наловчился, металлическими паль¬
цами он завязывал узлы почти так же сноровисто, как собственными.
Двадцать минут, и радиосейсмограф опять заработал, сообщая в эфир о
толчках и трясениях, число кс рых стремительно росло по мере того, как
Икар приближался к Солнцу.
Теперь на лентах записана и «его» кривая, да много ли ему от этого
радости...
Убедившись, что передатчик действует, Шеррард расставил вокруг при¬
бора солнечные отражатели. Трудно поверить, что два хрупких, не толще
бумаги, листа металлической фольги могли преградить путь потоку лучей,
способному в несколько секунд расплавить олово или свинец! И однако
первый экран отражал более девяноста процентов падающего на его по¬
верхность света, а второй — почти все остальное; вместе они пропускали
совершенно безобидное количество тепла.
Шеррард доложил на корабль о выполнении задания, получил «добро»
145
и приготовился возвращаться на борт. Мощные прожекторы «Прометея» —
без них на ночной стороне астероида вряд ли удалось бы что-либо раз¬
глядеть— были безошибочным ориентиром. Всего две мили отделяли его
от корабля, и будь Шеррард облачен в планетный скафандр с гибкими
сочленениями, он, учитывая почти полную невесомость, мог бы просто
допрыгнуть до «Прометея». Ничего, маленькие ракетные двигатели космо¬
кара за пять минут доставят его на борт...
С помощью гирокомпаса он направил космокар на цель, затем вклю¬
чил вторую скорость и нажал на стартер. Последовал сильный взрыв под
ногами, и Шеррард взлетел, удаляясь от Икара... и от корабля! «Неисправ¬
ность!» — подумал он, холодея от ужаса. Его прижало к стенке, он никак
не мог дотянуться до щита управления. Работал только один мотор, по¬
этому астронавт летел кувырком, вращаясь все быстрее. Шеррард лихо¬
радочно искал кнопку «стоп», но вращение сбило его с толку, и, когда он,
наконец, дотянулся до ручек, его первая реакция только усугубила поло¬
жение: он включил полную скорость — подобно тому, как нервный шофер
■сгоряча вместо тормоза нажимает акселе.ратор. Всего секунда ушла на то,
чтобы исправить ошибку и заглушить мотор, но за эту секунду вращение
усилилось настолько, что звезды стали в его глазах светящимися колесами...
Все произошло так быстро, что Колин Шеррард не успел даже испу¬
гаться; но главное, он не успел вызвать корабль и сообщить о катастрофе.
В конце концов, опасаясь, как бы не натворить еще худших бед, он оста¬
вил ручки в покое. Чтобы выйти из штопора, требовалось не меньше двух-
трех минут осторожного маневрирования; у него, судя по мельканию при¬
ближающихся камней, оставались считанные секунды.
Шеррард вспомнил совет, запечатленный на обложке «Наставления
астронавта»: «Если не знаешь, что делать, — не делай ничего». Он честно
продолжал следовать этому совету, когда Икар обрушился на него и звезды
померкли...
...Просто чудо, что корпус кара цел и он не дышит космосом. (Сей¬
час он радуется, а что будет через полчаса, когда сдаст теплоизоляция?)
Конечно, совсем без поломок не обошлось, сорваны оба зеркала заднего
обзора, которые были укреплены на защищающем его голову прозрачном
шаре, придется повертеть шеей, но это пустяки — гораздо хуже то, что
одновременно покалечило антенны. Он не может вызвать корабль, и ко¬
рабль не может вызвать его. Из динамика доносился лишь слабый треск
скорее всего от каких-нибудь неполадок в самом приемнике. Колин Шер¬
рард был отрезан от людей.
Положение отчаянное, но не безнадежное, он не совсем беспомощен
Хотя двигатели подкачали (видимо, в правой пусковой камере, вопреки
заверениям конструкторов, что это совершенно исключено, изменилась
направленность взрыва и забило форсунки), он может двигаться: у него
есть руки. Вот только куда ползти? Шеррард потерял всякую ориентиров¬
ку. Взлетел он с «Эвереста», но далеко ли его отбросило? На сто футов?
На тысячу? Ни одного знакомого ориентира в этом крохотном мире, только
быстро удаляющаяся звездочка «Прометея» может его выручить. Теперь
лишь бы не потерять из виду корабль... Его хватятся через несколько ми¬
нут, если уже не хватились. Конечно, без помощи радио товарищам, по¬
жалуй, придется искать долго. Как ни мал Икар, эти шестнадцать квадрат¬
ных миль изборожденной трещинами ничьей земли — надежный тайник для
цилиндра длиной десять футов. На поиски может уйти и полчаса, и час; все
это время он должен следить за тем, чтобы его не настиг убийца-восход.
Шеррард вложил пальцы в полые рычаги, управляющие механическими
конечностями. Тотчас снаружи, в суровой среде космоса ожили его ис¬
кусственные руки. Вот опустились, уперлись в железную кору астероида,
приподняли космокар... Шеррард согнул «руки», и капсула, словно при¬
146
чудливое двуногое насекомое, поползла вперед. Правой, левой, правой, ле¬
вой...
Это оказалось проще, чем он ожидал, и Шеррард ощутил, как к не¬
му возвращается уверенность. Конечно, механические руки созданы для
тонкой работы, не требующей большого напряжения, но в невесомости
достаточно малейшего усилия, чтобы сдвинуть с места капсулу. Тяготение
Икара составляло одну десятитысячную земного; вместе с космокаром
Шеррард весил здесь около унции. Придя в движение, он дальше букваль¬
но парил, легко и быстро, будто во сне.
Однако легкость эта таила в себе угрозу... Шеррард уже покрыл не¬
сколько сот ярдов, заметно настигая светящееся пятно «Прометея», когда
успех ударил ему в голову. Как скоро сознание переходит от одной край¬
ности к другой! Давно ли он думал, как достойнее встретить смерть, а теперь
ему уже не терпелось вернуться на корабль к обеду.
Впрочем, возможно, беда случилась из-за полной непривычности такого
способа передвижения, совершенно непохожего на все, что ему когда-либо
доводилось испытывать. Может быть, он к тому же не совсем оправился
после крушения. В самом деле: подобно всем астронавтам, Шеррард, на¬
тренированный управлять своими движениями в космосе, привык жить и
работать в условиях, когда земные понятия о «верхе» и «низе» теряют
смысл. В таком мире, как Икар, надо внушить себе, что «под» ногами у
тебя самая настоящая планета, ты двигаешься над горизонтальной плос¬
костью. Стоит развеяться этому невинному самообману, и ты окажешься
во власти космического головокружения.
И вот — внезапный приступ. Вдруг исчезло чувство, что Икар внизу, а
звезды — вверху. Вселенная повернулась на девяносто градусов. Шеррард,
словно альпинист, карабкался вверх по отвесной скале. И хотя разум гово¬
рил ему, что это чистейшая иллюзия, чувства решительно спорили с рас¬
судком. Сейчас он сорвется со скалы и будет падать, падать милю за
милей...
Но мнимая вертикаль качнулась, будто компасная стрелка, потерявшая
полюс, и вот уже над ним каменный свод, он словно муха на потолке.
Миг — потолок опять стал стеной, но теперь астронавт неудержимо скользил
по ней вниз, в пропасть...
Шеррард совершенно утратил контроль над космокаром; обильный пот
на лбу свидетельствовал, что он вот-вот утратит контроль и над самим
собой. Оставалось последнее средство. Плотно зажмурив глаза, он сжался
в комок и стал внушать себе, что снаружи ничего нет, ничего!.. Он настоль¬
ко сосредоточился на этой мысли, что до его сознания не сразу дошел
негромкий стук, вызванный новым столкновением.
Когда Колин Шеррард наконец решился открыть глаза, он обнаружил,
что космокар уткнулся в каменный горб. Механические руки смягчили тол¬
чок, но какой ценой! Хотя капсула здесь была фактически невесомой,
пятьсот фунтов массы, двигаясь со скоростью около четырех миль в час,
развили инерцию, которая оказалась чрезмерной для хрупких конечностей.
Одна из них совсем сломалась, вторая безнадежно погнулась.
На мгновение чувство ярости заглушило отчаяние. Он так настроился
на успех, когда космокар заскользил над безжизненной поверхностью Икара!
А в итоге — полный крах из-за секундной физической слабости... Космос
не делает человеку никаких скидок. Кто об этом забывает, тому лучше
сидеть дома.
Что ж, догоняя корабль, он выиграл у восхода драгоценное время,
минут десять, если не больше. Десять минут... Что они ему принесут:
продление мучительной агонии или спасительную отсрочку, которая позво¬
лит товарищам найти его?
147
Скоро он узнает ответ.
Кстати, где они? Наверное, розыски уже начались. Шеррард устремил
пристальный взгляд на сверкающую звезду корабля, надеясь увидеть на
фоне медленно вращающегося небосвода огоньки спешащих к нему на вы¬
ручку космокаров. Увы, никого...
Значит, надо взвесить свои собственные скромные возможности. Через
несколько минут «Прометей» уйдет за край астероида, исчезнут прожек¬
торы, воцарится полный мрак. Ненадолго... Но, может быть, он еще успеет
найти укрытие, которое защитит его от наступающего дня? Вот эта глыба,
на которую он налетел, — не годится?
Что ж, в ее тени и впрямь можно отсидеться до полудня. А там?.. Если
Солнце пройдет как раз над Шеррардом, его ничто не спасет. Но ведь
может оказаться, что он находится на такой широте, где Солнце в это вре¬
мя икарийского года, длящегося четыреста девять дней, не поднимается
высоко над горизонтом. Тогда есть надежда выдержать несколько дневных
часов. Больше надеяться не на что, если, конечно, товарищи не разыщут
его до рассвета.
Ушел за край света «Прометей», и тотчас сильнее засверкали звезды.
Но всего ярче, такая прекрасная, что при одном взгляде на нее сжималось
горло, сияла Земля; вот и Луна рядом. На первой Шеррард родился, по
второй ступал не раз — доведется ли ему когда-либо еще побывать
на них?..
Странно, до этой секунды ему не приходила в голову мысль о жене и
детях, обо всем том, чем он дорожил в такой далекой теперь земной
жизни. Даже как-то стыдно. Впрочем, чувство вины тотчас прошло. Ведь
несмотря на сто миллионов космических миль, разделивших его и семью,
узы любви не ослабли, просто они в этот миг играли второстепенную роль.
Он превратился в примитивное существо, всецело поглощенное битвой за
свою жизнь. Мозг был его единственным оружием в этом поединке, сердце
могло только помешать, затемнить рассудок, подорвать решимость.
То, что Шеррард увидел в следующий миг, окончательно вытеснило
все мысли о далеком доме. Над горизонтом позади него, словно обвола¬
кивая звезды молочным туманом, всплыл конус призрачного света — глаша¬
тай Солнца, его прекрасная жемчужная корона, видимая на Земле лишь
во время полных солнечных затмений. Появление короны означало, что
совсем близка минута, когда Солнце поразит своим гневом этот малень¬
кий мир.
Шеррард не замедлил воспользоваться предупреждением. Теперь он
мог довольно точно определить, в какой точке появится Солнце; и аст¬
ронавт медленно, неуклюже перебирая обломками металлических рук,
отполз туда, где глыба сулила ему лучшую тень. Едва маневр был за¬
вершен, как Солнце зверем набросилось на скалу, все вокруг словно
взорвалось светом.
Шеррард поспешил перекрыть смотровое окошко темными фильтрами
в несколько слоев, чтобы защитить глаза. За пределами широкой тени, от¬
брасываемой глыбой на поверхность астероида, будто разверзлась раска¬
ленная топка. Беспощадное сияние высветило все детали пустынного ланд¬
шафта. Никаких полутонов — слепящая белизна и кромешный мрак. Ямы и
трещины напоминали чернильные лужи, а выступы точно объяло пламенем,
хотя с начала восхода прошла всего одна минута.
Не удивительно, что палящий зной миллиарды раз повторявшегося лета
выжег из скал весь газ до последнего пузырька, превратив Икар в косми¬
ческую головешку. «Что заставляет человека, — горько спросил себя Шер¬
рард, — ценой таких затрат и риска пересекать межзвездные пучины ради
того, чтобы попасть на вращающуюся гору шлака?» Он знал ответ: то са¬
мое, что некогда побуждало людей пробиваться к полюсам, штурмовать
Эверест, проникать в самые глухие уголки Земли. Трудные испытания мо¬
билизовали тело, смелые открытия радовали душу. Эх, много ли радости в
этом сознании теперь, когда он вот-вот будет, точно окорок, поджарен на
вращающемся вертеле Икара...
Лицо ощутило первое дыхание зноя. Глыба, подле которой лежал Ко¬
лин Шеррард, заслоняла его от прямых солнечных лучей, но прозрачный
пластик шлема пропускал тепло, отражаемое скалами. Чем выше Солнце,
тем сильнее будет жар... И выходит, у него в запасе меньше времени, чем
он думал.
Тупое отчаяние вытеснило страх; Шеррард решил, если хватит выдержки,
дождаться, когда солнечный свет падет на него и как только термоизоляция
космокара сдаст в неравном поединке, — пробить отверстие в корпусе, вы¬
пустить воздух в межзвездный вакуум...
А пока можно еще поразмышлять несколько минут, прежде чем тень
от глыбы растает под натиском света. Астронавт не стал насиловать мысли,
пусть текут по своей прихоти. Странно, он сейчас умрет лишь потому, что
в сороковых годах, задолго до его рождения, кто-то из сотрудников Пало-
марской обсерватории высмотрел на фотопластинке пятнышко света; от¬
крыл и метко назвал астероид именем юноши, который взлетел слишком
близко к Солнцу...
Быть может, вот тут, на вздувшейся волдырями равнине, когда-нибудь
воздвигнут памятник. Интересно, что они напишут? «Здесь погиб во имя
науки инженер-астронавт Колин Шеррард». Это про него-то, который не
понимал и половины того, над чем корпели ученые! А впрочем, они и его
заразили своей страстью. Шеррард вспомнил случай, когда геологи, счистив
обугленную корку астероида, обнажили и отполировали металлическую
поверхность. И глазам их предстал странный узор, линии и черточки, напо¬
минающие абстрактную живопись декадентов, сменивших Пикассо. Но это
были линии, полные глубокого смысла: они запечатлели историю Икара, и
геологи сумели ее прочесть. От ученых Шеррард узнал, что железокамен¬
ная глыба астероида не всегда одиноко парила в космосе. Некогда, в очень
далеком прошлом, она испытала чудовищное давление, а это могло озна¬
чать лишь одно: миллиарды лет назад Икар был частью огромного косми¬
ческого тела быть может, планеты, подобной Земле. Почему-то планета
взорвалась; Икар и тысячи других астероидов — осколки этого космического
взрыва.
Даже сейчас, когда к нему подползла раскаленная полоса, Шеррард
с волнением думал о том, что лежит на ядре погибшего мира, в котором,
возможно, существовала органическая жизнь. Следовательно, его дух не
один будет витать над Икаром. Все-таки утешение.
Шлем затуманился. Ясно: охлаждение сдает. А честно послужило —
даже сейчас, когда камни в нескольких метрах от него накалены докрасна,
температура внутри капсулы вполне терпима. Конец охлаждающей уста¬
новки будет и его концом.
Шеррард протянул руку к красному рычагу, который должен был
лишить Солнце добычи. Но прежде чем нажать рычаг, хотелось в послед¬
ний раз посмотреть на Землю. Он осторожно отрегулировал фильтры так,
чтобы они, по-прежнему защищая глаза от слепящих скал, не мешали
глядеть на небо.
Звезды заметно поблекли, бессильные состязаться с сиянием короны.
А как раз над глыбой — его ненадежным щитом — вздымался язык алого
пламени, грозно указующий перст самого Солнца.
Последние секунды на исходе...
Вон Земля, вон Луна... Прощайте... Прощайте, друзья и близкие...
Солнечные лучи лизнули край космокара, и первое прикосновение огня
заставило Шеррарда поджать ноги. Нелепое и бесполезное движение.
149
Но что это? В небе над ним, затмевая звезды, вспыхнул яркий свет.
На огромной высоте парило, отражая солнечные лучи, исполинское зеркало.
Вздор, этого не может быть. Галлюцинация, только и всего; пора кончать.
Пот катил с него градом, через несколько секунд космокар превратится
в печь, больше ждать невозможно.
Напрягая последние силы, Шеррард нажал рычаг аварийного дюка, го¬
товый встретить смерть. Рычаг не поддался. Астронавт снова и снова на¬
жимал рукоятку, но ее безнадежно заело. А он-то надеялся на легкую
смерть, мгновенный милосердный конец. Вдруг, осознав весь ужас своего
положения, Колин Шеррард потерял власть над собой и закричал, словно
зверь в западне.
Услышав обращенный к нему тихий, но вполне отчетливый голос капи¬
тана Маклеллана, Шеррард сразу понял, что это новая галлюцинация. Все-
таки чувство дисциплины и остатки самообладания заставили его взять себя
в руки; стиснув зубы, астронавт слушал знакомый строгий голос.
— Шеррард! Держитесь! Мы вас запеленговали, только продолжайте
кричать!
— Слышу!— завопил он.— Ради бога, поторопитесь! Я горю!
Рассудок еще не совсем покинул его, и он понял, что произошло.
Пеньки обломанных антенн излучали в эфир слабенький сигнал, и спасатели
услышали его крйк. А раз он слышит их, значит они совсем близко!
Воспрянув духом, Колин Шеррард напряг зрение, силясь сквозь туман¬
ный пластик разглядеть странное зеркало в небесах. Вот оно! И тут он
смекнул, что обманчивость перспективы в космосе сбила его с толку. Зер¬
кало не было исполинским и не парило на огромной высоте. Оно висело
как раз над ним, быстро снижаясь.
Он еще продолжал кричать, когда зеркало заслонило собой лик вос¬
ходящего Солнца и накрыло его благословенной тенью. Словно прохлад¬
ный ветер из самого сердца зимы, пролетев многие километры над сне¬
гом и льдом, дохнул на него. Вблизи Шеррард сразу определил, что роль
зеркала играл большой термоэкран из металлической фольги, поспешно
снятый с какого-нибудь прибора. Тень от экрана позволила товарищам ис¬
кать его, не опасаясь смертоносных лучей.
Держа одной парой рук экран, над глыбой парил двухместный космо¬
кар; две руки протянулись за Шеррардом. И хотя зной еще туманил голову,
астронавт различил обращенное вниз встревоженное лицо капитана Мак¬
леллана.
Так Колин Шеррард узнал, что значит родиться на свет. Конечно, ведь
он все равно что заново родился! Предельно измученный, он не ощу¬
щал благодарности — это чувство придет потом, — но, отрываясь от раска¬
ленного ложа, астронавт отыскал глазами яркий кружок Земли.
— Я здесь, — тихо произнес он. — Я возвращаюсь!
Он возвращался, заранее предвкушая, как будет радоваться всем пре¬
лестям мира, который считал утраченным навсегда. Впрочем, нет, не всем.
Он никогда больше не сможет радоваться лету.
Перевод с английского Л. Жданова.
гипотезы
С. К. ВСЕХСВЯТСКИЙ
Кометы и Солнечная система
МАЙКЛ БРИГГС
Красное пятно и
радиоизлучение Юпитера
В. Д. ДАВЫДОВ
Океаны на Марсе
В. А. БРОНШТЭН
В чем же загадка
Тунгусского метеорита!
С. К. ВСЕХСВЯТСКИЙ,
профессор, доктор физ.-мат. наук
КОМЕТЫ
И СОЛНЕЧНАЯ
СИСТЕМА
В 1957 г. в северо-западной области неба можно было видеть две
яркие кометы. Одна из них сияла в апреле—мае, как яркий факел,
с хвостом, направленным вверх, другая — в августе — была посла¬
бее, но ее светящийся хвост также был хорошо заметен невоору¬
женным глазом. Миллионы людей на земном шаре могли воочию*
убедиться в особенностях этих замечательных небесных светил, о-
которых большинство до того знало только понаслышке или читало
в книгах. Появление этих комет, которые были открыты бельгийски¬
ми астрономами Арендом и Роланом и чехословацким ученым Мрко-
сом, внесло новый вклад в разрешение проблем природы и происхож-
дения комет.
Яркие кометы с длинными хвостами, которые были хорошо вид¬
ны невооруженным глазом, появлялись также в 1961 г. (комета
Вильсона-Хаббарда) и в 1963 г. (замечательная комета Секи-Лайон-
са); за последнее десятилетие наблюдалось несколько комет, особен-
но интересных своей высокой активностью.
Выдающуюся роль в истории науки сыграла знаменитая комета
1 аллея. Это на основании ее трех последовательных появлений друг
154
и ученик Ньютона английский астроном Галлей еще в начале XVIII
столетия сделал вывод о периодичности появления кометы. Он пред¬
сказал ее возвращение в 1759 г., и оно было рассчитано методами
небесной механики. Своевременное появление кометы на небе было
великим триумфом материалистического знания, наглядно доказав¬
шим всемогущество науки. Комета возвращалась к Солнцу и была
видна на нашем небе в 1835 и в 1910 гг.
Теперь природа комет в основном выяснена наукой, и все более
очевидной становится громадная роль изучения комет в решении фун¬
даментальных вопросов Солнечной системы, в частности, выяснения
прошлого планет и нашей Земли.
Что же мы знаем о кометах? Число их появлений, отмеченных
на протяжении всей историй человечества и сведения о которых со¬
хранились в летописях народов, превосходит 1800. При этом многие
появления, конечно, не были отражены в хрониках. Только в 870 слу¬
чаях, относящихся преимущественно к последним двум столетиям,
наблюдений оказалось достаточно для определения орбит. Было уста¬
новлено, что они относятся к 587 независимым кометам. Из них 450
комет имеют периоды обращения больше 1000 лет, а некоторые
движутся по гиперболическим орбитам и не возвращаются к Солнцу,
75 комет, наоборот, движутся по эллиптическим орбитам неболь¬
ших размеров и имеют периоды обращения меньше 15 лет, главным
образом порядка 6 лет. У остальных 62 комет периоды обращения
от 15 до 1000 лет.
Преобладание комет с очень вытянутыми параболическими ор¬
битами привело к мысли о том, что кометы приходят из межзвездных
пространств, большинство из них проходит «насквозь» через Солнеч¬
ную систему, и лишь небольшая часть захватывается притяжением
планет. Эту гипотезу высказал и математически разработал более
полутора столетий назад великий французский астроном Лаплас.
Комета Галлея.
Комета Аренда-Ролана.
Однако дальнейшее развитие этого вопроса многими выдающимися
астрономами и математиками оказалось неблагоприятным для гипо¬
тезы Лапласа. Выяснилось, что, если бы кометы были телами меж¬
звездного происхождения, мы должны были бы наблюдать у них оез-
ко гиперболические орбиты; кроме того, на распределении комет
должно было бы сказаться движение Солнца в пространстве. Ничего
этого в действительности мы не замечаем.
Наиболее существенно^ значение имели результаты громадных и
трудоемких работ по вычислению «первоначальных орбит». Для мно¬
гих комет, у которых обнаружен слабогиперболический характер
движения, были учтены все возмущения со стороны планет, чтобы
выяснить, какими были их орбиты до вступления в область планет,
ьо всех случаях первичная орбита оказывалась эллиптической сви¬
детельствующей о принадлежности комет к Солнечной системе
Но как объяснить существование очень большого числа комет с
коротким периодом обращения вокруг Солнца? Лаплас считал что
такие кометы образуются в результате больших — радикальных —
возмущении со стороны планет и в результате «захвата» планетами
(главным образом Юпитером) комет, которые до этого двигались по
параболам.
Короткопериодйческие кометы, с нашей точки зрения, являются
ключом к решению всей загадки комет, к выяснению существа ги¬
гантских процессов, совершающихся в Солнечной системе.
Ще В конце прошлого И в начале этого столетия некоторые астро¬
номы-вычислители обращали внимание на то, что особенности ообит
короткопериодических комет не соответствуют предположению о
их захвате планетами Солнечной системы. Все эти кометы имели
прямое движение и небольшие наклоны к плоскости эклиптики т. е
к плоскости движения планет. Впервые кратковременность существо¬
вания короткопериодических комет была доказана автором настоя-
щей статьи в 1930-1931 гт. В результате тщательных Наблюдений
156
короткопериодических комет
можно было определить их аб¬
солютные величины в различ¬
ных появлениях. Был установ¬
лен исключительной важности
факт: от появления к появлению
яркость комет быстро слабеет.
Они становятся все менее яр¬
кими и за 10—20 появлений
ослабевают в десятки и сотни
раз!
Стало ясно, что кометы быст¬
ро истощают запасы газообразу¬
ющих материалов, из которых
возникают туманная «голова» и
хвосты комет. Следовательно,
кометы совсем недавно должны
были появиться в области пла¬
нет. Могло ли это произойти в
результате захвата? Тщательное
рассмотрение проблемы застави¬
ло нас решительно отбросить
такую мысль. Оказалось, что ко¬
роткопериодических комет по¬
является в сотни тысяч раз
больше, чем их могло бы быть
в случае захвата, при котором
и распределение их орбит было
бы совсем иным, чем наблю¬
дается.
Но если отбросить «захват»,
то остается единственная воз¬
можность: признать, что кометы
появляются в Солнечной систе¬
ме сейчас, в наше время, и что
их возникновение имеет опреде¬
ленное отношение к системе
Юпитера, так как все коротко¬
периодические кометы тесно
связаны с этой планетой. Дан¬
ные многочисленных наблюде¬
ний позволили сделать вывод,
что в кометах должен присут¬
ствовать лед — замороженные
сложные углеводородные сое¬
динения, испарение которых и приводит к образованию туманной
головы и хвоста комет. По своему составу эти кометные льды ока¬
зались чрезвычайно близкими к газам планетных атмосфер и, в част¬
ности, атмосфер, открытых на спутниках Сатурна и Нептуна — Ти¬
тане и Тритоне. Ряд данных говорит о том, что большие спутники
Юпитера покрыты слоем замерзшей атмосферы, т. е. льдом. На осно¬
вании этого мы предположили, что короткопериодические кометы
возникают и сейчас в результате извержений в системе Юпитера,
Сатурна и других планет-гигантов, что они — продукты вулканиче¬
ских выбросов на планетных телах.
А что же представляют собой гораздо более яркие и часто боль¬
ших размеров кометы с параболическими орбитами?
Мы думаем, что эти кометы должны быть продуктами еще более
грандиозных извержений прежних времен.
Голландский астроном Уэркам доказал, что возраст таких комет
не может превышать нескольких десятков миллионов лет. Следова¬
тельно, к этому времени — миллионы и десятки миллионов лет на¬
зад — мы и должны относить образование большинства ярких комет,
имеющих параболические орбиты.
Замечательно то, что некоторые данные о других группах малых
тел Солнечной системы — метеоритах, метеорных телах, астерои¬
дах — существенно дополняют заключения исследователей комет.
ФАБРИКИ ЭЛЕМЕНТОВ
В свое время была высказана гипотеза, согласно которой недра Сверх¬
новых звезд, где возникают чудовищные температуры в миллиарды граду¬
сов, могут служить той «фабрикой», в которой природа «изготовляет» тя¬
желые химические элементы. Родившиеся в глубинах Сверхновой тяжелые
элементы выбрасываются в космическое пространство. Впоследствии эти от¬
торгнутые звездой атомные ядра могут войти в состав других звезд, воз¬
никающих в более позднее время.
Но дело в том, что вспышки Сверхновых звезд в нашей звездной систе¬
ме — Галактике происходят сравнительно редко — примерно одна вспышка
за каждые 300 лет. Этого недостаточно, чтобы обеспечить то количество
тяжелых химических элементов, которое фактически существует в природе.
Однако в последнее время известный советский астроном академик
В. Г. Фесенков высказал мысль о том, что в прошлом вспышки Сверхновых
звезд в нашей Галактике могли происходить значительно чаще. Подсчитано,
что в тех случаях, когда межзвездная среда является достаточно плотной,
вспышка одной Сверхновой звезды может настолько повысить ее температуру,
158
Метеориты—это «камни», упавшие с неба. Около 92% метеоритов
оказываются каменными, а 8% —железными и железо-каменными.
Исследование метеоритов в лабораториях, изучение их структуры
и химического состава приводят к выводу, что они являются облом¬
ками коры планетных тел.
Крупнейший советский вулканолог и специалист по метеоритам
A. Н. Заварицкий нашел, что большинство каменных метеоритов весь¬
ма близко по структуре к туфовым породам вулканических районов
Земли. А. Н. Заварицкий еще в 1948 г. утверждал, что метеориты
должны были образоваться в результате разрыва какой-нибудь пла¬
неты Солнечной системы или выбросов с поверхности различных
планетных тел. Еще ранее другой советский ученый — минералог
B. М. Лодочников предполагал возможность образования метеоритов
и потоков метеорных тел при гигантских земных извержениях.
Согласно мнению всех специалистов, метеориты и астероиды раз¬
личаются только размерами. Правда, метеориты становятся извест¬
ными только при столкновении с нашей планетой, когда, проносясь
в атмосфере и распыляя в ней большую часть своей массы, они вы¬
падают на поверхность Земли. Астероиды же наблюдаются на небе
как движущиеся светила звездообразного вида, которые можно ис¬
следовать лишь астрономическими средствами. Однако несомненно,
что астероиды (имеющие размеры от нескольких сот километров до
долей километра) — это тела неправильной формы, которые, по-ви¬
димому, также являются обломками коры планетных тел.
Метеорное вещество в последнее время изучено особенно де¬
тально. Размеры этих космических пылинок могут быть весьма раз¬
личными: от нескольких микрон до нескольких миллиметров.
что это вызовет «взрывы» тех соседних звезд, которые по своему внут¬
реннему строению способны «вспыхнуть». Астрономические наблюдения
подтверждают, что физические условия, необходимые для возникновения
этой своеобразной цепной реакции, действительно могут осуществляться в
природе. Известна, например, галактика Дева-А, радиоизлучение которой,
по мнению академика Фесенкова, свидетельствует о том, что плотность
межзвездной средь^ в этой звездной системе примерно в 10 тысяч раз боль¬
ше, чем в окрестностях Солнца. Фесенков считает, что подобную стадию
должна была «пережить» каждая галактика, в том числе и наша. В такой
период вспышки Сверхновых звезд происходили во много раз чаще. А это,
в свою очередь, должно было привести к образованию и распространению
огромного количества тяжелых химических элементов.
Несколько лет назад советский ученый Гуревич высказал предполо¬
жение о том, что образование различных химических элементов может
происходить не только в звездах, но и в межзвездной среде.
По всей видимости, в галактике происходит непрерывный обмен ве¬
щества между звездами и межзвездной средой. Межзвездная материя, не¬
159
Систематические фотографические и радиолокационные наблюдения,
а также наблюдения с помощью искусственных спутников Земли
и космических ракет показали, что некоторые метеорные частицы
имеют очень малую плотность — порядка всего 0,1 г/см3, т. е. в 10 раз
меньше плотности воды. Эти метеорные частички напоминают сне¬
жинки, носящиеся в межпланетном пространстве.
Метеорное вещество должно быстро эволюционировать в Солнеч¬
ной системе. На мельчайшие частички действует световое давление
солнечных лучей, оказывают разрушающее влияние корпускулярные
потоки Солнца, притяжение планет, магнитные и электрические поля
Метеорные потоки, которые мы наблюдаем на Земле, должны срав¬
нительно быстро распадаться. И действительно, время жизни метеор¬
ных потоков не превышает нескольких сот или тысячи лет. Характер
орбит говорит о том, что метеоритные частицы принадлежат к Сол-
нечнои системе и, несомненно, родились внутри нее.
Но отсюда следует вывод, что те потоки метеоров, которые мы
сейчас наблюдаем, образовались совсем недавно. Еще почти 90 лет
назад была обнаружена связь некоторых метеорных потоков с ко¬
метами, а в недавнее время было установлено, что короткопериоди¬
ческая комета Джакобини Циннера, появившаяся впервые в 1900 г.,
оралась связанной с интенсивным потоком Драконид, давшим в
1УЗЗ и в 1946 гг. обильные метеорные дожди.
Некоторые астрономы предполагали, что метеорные частицы могли
образоваться в результате распыления поверхности астероидов при
«бомбардировке» их метеоритами. Однако наблюдения метеоров ука¬
зывают на их связь с кометами, а не с астероидами.
С нашей точки зрения, связь метеорных потоков с кометами яв-
сомненно, участвует в образовании новых звезд. С другой стороны, изнрст-
но, что молодые звезды интенсивно выбрасывают избыток вещества в окру¬
жающую среду. Но за то время, пока вещество успело побывать внутри
звезды, легкие элементы должны были частично превратиться в гелий.
Благодаря этому происходил бы постепенный процесс обеднения межзвезд¬
ной материи легкими элементами. В частности, к настоящему времени меж¬
звездное вещество Галактики должно было бы быть полностью лишено ли¬
тия, бериллия и бора. В действительности же этого не наблюдается. Такое
положение вещей и приводит к мысли о том, что легкие элементы непре¬
рывно образуются в самой межзвездной среде.
Наша Галактика «заполнена» многочисленными электрическими поля¬
ми. Эти поля могут служить естественными ускорителями ядерных частиц,
в том числе протонов. Столкновение быстрых протонов с ядрами атомов
межзвездной среды может вызывать ядерные превращения с образованием,
например, ядер атомов лития. С другой стороны, в космическом пространст¬
ве могут также происходить процессы расщепления тяжелых химических
элементов, образовавшихся в недрах звезд. В результате таких расщепле¬
нии образуются промежуточные химические элементы.
160
ляется дальнейшим подтверждением вулканического или взрывного
происхождения малых тел Солнечной системы. Действительно, всякое
извержение должно сопровождаться выбросом громадных количеств
пепла и песка, которые и образуют метеорные потоки в Солнечной
системе. Именно поэтому многие кометы могут сопровождаться мете¬
орными потоками. Однако могут существовать метеорные потоки и
вне связи с кометами, когда извержения происходят в таком месте
планетного тела, где отсутствует лед. Присутствие комет и метеоров в
Солнечной системе говорит о проявлениях космического вулканизма,
т. е. взрывных явлениях громадной силы, приводящих к выбросу зна¬
чительных по размеру масс с поверхности планетных тел в меж¬
планетное пространство.
Естественно возникает вопрос: имеются ли какие-нибудь прямые
наблюдения и данные, говорящие о грандиозных вулканических про¬
цессах на планетных телах? Ведь для того, чтобы выбросить даже
небольшую массу с поверхности, например, Юпитера, требуется ско¬
рость порядка 48—60 км!сек; для Земли или Венеры эта скорость
должна быть не ниже 8—И км!сек. На таких же телах планетной
природы, как наша Луна или спутники Юпитера, требуется скорость
всего 2—3 км!сек.
Многие данные указывают на гигантские катаклизмы, происходя¬
щие на поверхностях планет. Соседка Земли — Венера содержит в
атмосфере большое количество углекислого газа. Такой же газ в
больших количествах выделяется и при земных вулканических из¬
вержениях. Специальные исследования говорят о высокой запылен¬
ности атмосферы Венеры, поверхность которой покрыта непроница¬
емым для видимых лучей слоем облаков. В недавнее время открыто
радиоизлучение планеты, замечательное резкими всплесками интен¬
сивности, возникающими, вероятно, в результате электрических раз¬
рядов колоссальной силы. Все это может говорить о том, что Венера
переживает сейчас подъем вулканической активности; при этом в
верхние слои атмосферы выбрасываются массы газа, пепла и вулка¬
нического песка, а выбросы колоссального количества ионизованных
частиц приводят к грандиозным разрядам, что всегда имеет место
при земных извержениях.
Наблюдения указывают и на высокую запыленность атмосферы
Юпитера, у которого также происходят мощные всплески радиоиз¬
лучения. Многие наблюдатели отмечали на Юпитере явления, кото¬
рые можно было объяснить только вулканическими процессами ко¬
лоссальной силы. Знаменитое красное пятно на Юпитере еще десяти¬
летия назад рассматривалось как область громадного лавового моря.
На протяжении последних трех лет на поверхности Юпитера на¬
блюдались разительные изменения. Известные в течение ряда деся¬
тилетий до этого Северная и Южная экваториальные полосы смести¬
лись к экватору планеты, расширились и превратились в единый
161
Комета Мркоса.
широкий пояс, темной полосой окружающий экваториальную зону
планеты. Бурная активность отмечалась в 1962 г. в южном по л упта -
рии, а в 1963—1964 гг. в северном полушарии Юпитера- Следует заме¬
тить, что подобные превращения были отмечены в 1875—1881 гг. Спе¬
циальные фотометрические наблюдения приводят к заключению, что
вещество темных полос представляет массы пепловых частиц, за¬
брасываемых в высокие слои атмосферы. Оценки количества пепло¬
вого материала привели к значениям 1015—1016 тонн.
Мы уже отмечали замечательный факт близкого сходства по хи¬
мическому составу комет и атмосфер планет-гигантов и их спутников.
О том, что на спутниках могли происходить процессы колоссальных
извержении, говорит наш спутник — Луна. Ее поверхность покрыта
множеством кратеров и кольцевых гор, часть из которых могла обра¬
зоваться в результате внутренних взрывных процессов. Недавнее от¬
крытие профессором Н. А. Козыревым извержения газов в одном из
кратеров Луны подтверждает вулканическую природу ее прежних
образований.
На Марсе облака желтого цвета, часто закрывающие большие об¬
ласти планеты, по-видимому, в отдельных случаях также могут быть
продуктами вулканических извержений.
Особенно могучей силы достигают взрывные процессы на Сатур¬
не и Уране. В 1876, 1891, 1895, 1933 и 1946 гг. отмечалось появление
белых пятен на Сатурне. Это говорит об исключительных масштабах
явления, если учесть, что расстояние планеты от Земли при наиболь¬
шем сближении в 9 раз больше расстояния Земли от Солнца. На еще
более далеком Уране также отмечалось появление пятен.
Существование кольца Сатурна, состоящего из кометно-метеорит¬
ных частиц, может служить наглядным доказательством гигантских
эруптивных процессов на спутниках Сатурна и на самой планете.
162
Наконец, все то, что нам известно о вулканизме Земли, служит
непосредственным подтверждением справедливости теории извер¬
жений.
Число действующих вулканов на Земле превышает 500. Большинст¬
во из них сейчас не может образовывать космических тел. Однако
при извержениях, подобных знаменитому извержению вулкана Кра¬
катау в 1883 г., часть изверженных масс, несомненно, должна была
приобрести космическую скорость и оказалась выброшенной в меж¬
планетное пространство. А в прошлом, в четвертичную и третичную
эпохи, как отмечают некоторые ученые, интенсивность вулканиче¬
ских процессов была несравненно выше. Академик А. П. Павлов
подчеркивал в 1927 г.: «Теперь на Земле наблюдается лишь остаточ¬
ное, ничтожное проявление вулканической деятельности; прежде эта
деятельность была, быть может, самым характерным и почти пов¬
семестным проявлением жизни планеты, как это некогда было на
Луне».
Количество параболических комет в Солнечной системе дости¬
гает сотен тысяч миллиардов. Десятки миллионов лет назад, когда,
очевидно, образовались эти кометы, в тысячу или в десять тысяч раз
большее число их должно было уйти по гиперболическим путям из
Солнечной системы и такое же количество по эллиптическим
путям двигаться в сравнительной близости к Солнцу. Таким образом,’
общее число кометных объектов должно было быть порядка 1015—
1016. Средняя масса параболической кометы не может быть меньше
1014 г. Поэтому общая масса выброшенного вещества должна была
быть порядка 1029—1039 г. Это значительно превышает массу Земли,
что свидетельствует о громадной роли вулканических процессов в
эволюции планет.
Наиболее загадочными и невыясненными до настоящего времени
остаются вопросы о причинах горообразования, о природе и масшта¬
бах вулканизма Земли в далеком прошлом, о причинах оледенений,
которые переживала Земля. Ученые отмечали совпадение эпох уси¬
ления вулканической активности, эпох оледенений и периодов горо¬
образований. Однако геологи не могли дать этому объяснения и, по
правде сказать, не проявляли должного интереса к вопросам вулка¬
низма Земли. Между тем без этого невозможно понять основные осо¬
бенности геологической истории нашей планеты.
Изучение комет и других малых тел заставляет предполагать, Что
вулканические процессы в прошлом были несравненно грандиознее,
чем в настоящее время; об этом же можно судить и по ископаемым
пластам вулканического пепла. Тысячи и десятки тысяч кубических
километров распыленного материала забрасывались в верхние слои
атмосферы, образуя сплошную мглу над большей частью поверхности
Земли и, может быть, над всей Землей, подобно тому, как это мы
наблюдаем сейчас на Венере. Уменьшение прозрачности атмосферы
163
в результате ее запыленности должно было привести к резкому
уменьшению количества тепла, получаемого поверхностью планеты,
и к росту полярных ледяных и снеговых покровов. При длительной
запыленности атмосферы, которая поддерживалась интенсивной вул¬
канической деятельностью, периоды оледенений могли быть весьма
протяженными.
Выброс громадных масс распыленного материала (пепла и газа)
из-под коры планеты, толщина которой была, по-видимому, меньше
современной, должен был приводить к оседанию и сморщиванию зем¬
ной коры и к обязательному образованию горных складок, к текто¬
ническим явлениям колоссальной силы. Оценка энергии процессов
вулканизма и горообразования в прошлом подтверждает это объясне¬
ние, очень хорошо отвечающее астрономическим фактам.
Эти выводы говорят о том, что данные геологии должны рассмат¬
риваться в связи с выводами астрономии. Нельзя забывать, что наша
Земля рядовая планета среди других известных нам планетных тел.
Оценить природу земных явлений и масштабы процессов в прошлом
можно только на основе сравнений. Лишь тогда будет выяснена при¬
рода внутренних областей Земли, движущие силы вулканических
процессов, решены проблемы происхождения нефти, природного газа
и многих других полезных ископаемых. Сближение геологии с астро¬
номией позволит решить многие вопросы, имеющие громадное прак¬
тическое значение. Вместе с тем до конца будут выяснены все тайны
комет.
КРАСНОЕ ПЯТНО
И РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ
ЮПИТЕРА
Одной из самых заметных деталей, видимых на Юпитере в те¬
лескоп, является большое красное пятно. Его наблюдают уже больше
двух столетий. Хотя размер и цвет пятна непостоянны, при наилуч¬
шей видимости оно представляется красно-коричневой областью эл¬
липтической формы размерами около 40 тыс. км в длину и 13 тыс. км
в ширину. Природа красного пятна — пока еще предмет дискуссий, но
теперь появились доводы в пользу того, что это большая твердая
(или полутвердая) масса, плавающая в плотных слоях атмосферы
планеты. Вероятно, большая часть этой массы состоит из полуотвер-
девших аммиака и метана, но природа окрашенного компонента, при¬
дающего красному пятну его характерный цвет, все еще остается
загадочной. Можно только предположить, что тот же пигмент опре¬
деляет красно-коричневую окраску других областей планеты.
Весьма интересно, что хотя другие планеты-гиганты — Сатурн,
Уран и Нептун — имеют характерные зеленоватые детали (при на¬
блюдении в телескоп), на них никогда не отмечалось красно-корич¬
невой окраски. Поскольку эти планеты, как можно думать, имеют
химический состав, сходный с Юпитером, необходимо объяснить,
почему примесь красноватого цвета существует только на Юпитере.
16$
Юпитер и его спутник Ганимед.
Было предложено несколько гипотез о химическом составе окра¬
шенного вещества на Юпитере. Вильдт попытался объяснить оттенки
цвета свойствами растворов металлического натрия в жидком ам¬
миаке. Такие растворы действительно имеют красно-коричневый цвет
при температуре около — 115° С.
Однако подобное объяснение наталкивается на серьезную труд
ность. натрий весьма энергичный элемент и не встречается в при¬
роде в свободном состоянии. Он не может существовать в атмосфере
аммиака сколько-нибудь продолжительное время. Маловероятно так¬
же, чтобы при каком-либо процессе, происходящем на Юпитере, сво¬
бодный натрий выделялся из его соединений.
До недавнего времени отношение к предположениям о существо-
вании на других планетах, кроме Земли, сложных органических сое¬
динений было отрицательным. Но теперь можно считать доказан¬
ным, что образование таких соединений должно было в больших
масштабах происходить и на древней, еще безжизненной Земле. По¬
этому нет ничего невозможного в том, что сходные процессы могут
иметь место и на других планетах Солнечной системы.
Недавно были выдвинуты две новые гипотезы о природе красного
пигмента на Юпитере, причем каждая из них предполагает наличие
сложных органических соединений на этой планете.
Известный американский химик Юри предположил, что под дейст¬
вием ультрафиолетового излучения Солнца часть молекул метана в
атмосфере Юпитера приобретает так называемые ненасыщенные
связи из-за потери атомов водорода.
При реакциях подобного типа будут образовываться этан этилен
и ацетилен. Как этилен, так и ацетилен в дальнейшем начнут поли¬
меризоваться с образованием различных продуктов высокого моле¬
кулярного веса. В частности, Юри указал на каприн (С7Н8) — вещест¬
во красно-коричневого цвета, образующееся в результате полимери-
зации ацетилена. н
166
Гипотеза Юри сталкивается с той трудностью, что при спектраль¬
ных исследованиях в атмосфере Юпитера другие углеводороды, кро¬
ме метана, не были обнаружены. Возможно, конечно, что эти вещест¬
ва находятся не в газообразном, а в жидком или твердом состоянии
Другую гипотезу выдвинул Райс, нарисовавший схему образова¬
ния широкого ряда окрашенных радикалов, содержащих азот и серу
которые могут быть стабильны при низкой температуре Юпитера'
В числе этих предполагаемых соединений могут быть СНч СчЬЬ
(СН3)2 и др. ' 4'
Правда, остается открытым вопрос, благоприятны ли условия на
Юпитере для возникновения таких соединений. Кажется невозмож¬
ным, чтобы они могли образовываться в газах атмосферы без воз¬
действия какого-либо мощного источника энергии. Если принять во
внимание огромное расстояние Юпитера от Солнца и учесть вихре¬
вые процессы, происходящие в атмосфере планеты, то представляет¬
ся более правдоподобным, что основным источником энергии под¬
держивающей течение химических реакций, являются здесь скорее
электрические разряды на Юпитере, чем ультрафиолетовое излуче¬
ние Солнца.
Возможность существования органических соединений на Юпи¬
тере подтверждается некоторыми интересными данными. Предполо¬
жим, что красно-коричневые тона на Юпитере действительно опре¬
деляются органическими соединениями, у которых молекулы содер¬
жат «красящие» группы. Все это — ненасыщенные (причем многие из
них сильно ненасыщенные) соединения.
Теперь сделаем простое предположение, что атмосфера Юпитера
содержит большое количество свободного водорода. При этом усло¬
вии все ненасыщенные группы даже при низких температурах дол¬
жны постепенно превращаться в насыщенные. Поэтому уже через
несколько лет большая часть окрашенных соединений превратится
в бесцветные насыщенные соединения. Если красноватые оттенки на
Юпитере обязаны своим происхождением ненасыщенным соединени¬
ям, синтезировавшимся из газов атмосферы под действием электри¬
ческих разрядов, достаточно только предположить, что эти разряды
происходят не постоянно, чтобы объяснить хорошо известные «за¬
мирания» цветов. Например, возрастание интенсивности красного пят¬
на в 1914, 1917, 1920, 1926, 1927, 1932, 1936, 1937 и 1947 гг. можно
объяснить обилием «электрических бурь» в атмосфере Юпитера в эти
ГОДЫ.
Открытие радиоизлучения Юпитера как будто свидетельствует
в пользу гипотезы, изложенной выше. Возможно, и радио¬
волны возникают в результате тех же самых электрических возму¬
щении на Юпитере, которые могли бы вызывать образование нена¬
сыщенных окрашенных соединений. Поэтому интенсивность радиоиз¬
лучения этой планеты-гиганта и интенсивность красновато-корич¬
168
невой окраски красного пятна и других областей должны быть
связаны друг с другом. Например, годы с наибольшей окраской долж¬
ны быть одновременно годами наибольшей интенсивности радио¬
излучения.
Отсутствие радиоизлучения от других планет-гигантов хорошо со¬
гласуется с тем фактом, что у них нет красноватых оттенков. Это
может объясняться тем, что на этих планетах не бывает «электриче¬
ских бурь» с интенсивностью, достаточной для образования радиоиз¬
лучения и красноватой окраски.
В. Д. ДАВЫДОВ,
астроном
ОКЕАНЫ НА
МАРСЕ
Вы прочли заголовок и, наверное, подумали: «Что-то? Отчаянная
фантастика? Ведь каждый знает, что планета Марс почти лишена
воды! Таковы установившиеся представления».
А на чем, собственно говоря, основано мнение, что Марс очень
беден водой? На том, что газовая оболочка этой планеты не содер¬
жит заметного количества водяного пара? Однако еще в 1956 г.
советский ученый профессор А. И. Лебединский доказал, что хоро¬
шая проницаемость марсианской атмосферы для тепловых лучей при¬
водит к значительному охлаждению находящегося в ней водяного
пара и к почти полному вымораживанию воды из атмосферы. По¬
этому сухость марсианской атмосферы нельзя считать надежным при¬
знаком отсутствия или недостатка воды на Марсе.
Профессор А. И. Лебединский обратил также внимание на то,
что средняя годовая температура поверхности Марса даже в тропи¬
ках* ниже нуля. Лишь к полудню температура поднимается выше
* «Тропики» в астрономическом понимании — это расположенный вдоль
экватора планеты пояс, в котором Солнце в полдень бывает в зените. На пла¬
нетах, далеких от Солнца, тропики холодные. «Тропиками» называют также
воображаемые линии, ограничивающие тропический пояс.
170
нуля, но задолго до захода Солнца вновь опускается ниже точки
замерзания воды. Если бы на Марсе были открытые водоемы, они
должны были бы замерзнуть. Их низменная, ровная, твердая поверх¬
ность не могла сохраниться открытой на протяжении длительного
срока. Она неизбежно была бы засыпана толстым слоем пыли, скрыта
под отложениями эоловых (ветровых) наносов.
На основании таких рассуждений профессор А. И. Лебединский
предположил, что на Марсе могут быть подпочвенные массивы льда,
скрытые от земных наблюдателей. Но как проверить, имеются ли
они там в действительности или их нет?
Можно ли указать какие-нибудь наблюдаемые признаки существо¬
вания подпочвенного льда? Что еще можно сказать о нем? Гипотеза
требовала дальнейшей разработки, обоснования, доказательства ее
достоверности или несостоятельности. Поскольку автор этих строк
проявил интерес к проблеме, профессор А. И. Лебединский, загру¬
женный другой работой и не имевший времени детально заниматься
этим вопросом, предложил ему (в то время я был студентом стар¬
шего курса кафедры астрофизики Московского университета) попы¬
таться найти подход к оценке величины запасов подпочвенного льда
на Марсе. Эта попытка, в которой мне пришлось иметь дело с неожи¬
данно широким диапазоном проблем, превратилась в многосторон¬
нюю работу, основные результаты которой были получены к весне
1957 г., но «дозревали» и понемногу получали окончательное оформ¬
ление еще на протяжении нескольких лет.
Так как непосредственное обнаружение залежей подпочвенного
льда на Марсе пока недоступно, передо мной был только один воз¬
можный путь проверки достоверности гипотезы: логическое доказа¬
тельство версии на основе анализа и синтеза того, что уже извест¬
но. Но с какой стороны подойти к вопросу? Как хотя бы прибли¬
зительно составить представление об истинных запасах воды на Мар¬
се? На помощь пришли достижения различных отраслей науки о
Земле.
Специалисты, изучающие историю развития земного шара, скло¬
няются к тому, что он образовался из вещества газо-пылевого холод¬
ного космического облака. Лишь впоследствии на нашей планете по¬
явились океаны. Откуда они взялись? С точки зрения современной
геофизики, происхождение гидросферы на Земле объясняется сле¬
дующим образом. Известны четыре причины выделения тепла в нед¬
рах планеты. Эти источники тепла универсальны для всех небесных
тел планетных размеров и, в частности, для земного шара. При разо¬
гревании и плавлении недр Земли из минералов освобождалась вода.
Она находила себе выход на поверхность. Грандиозное давление в
недрах, которое существует там под действием веса вышележащих
слоев, делает невозможным возвращение воды в глубину. Процесс
освобождения воды продолжается и сейчас. Ежегодно вулканы
171
выбрасывают в атмосферу громадное количество водяного пара, со¬
ставляющего около половины всей массы продуктов извержения.
По мнению некоторых вулканологов, в составе изверженного во¬
дяного пара, по-видимому, в значительной мере преобладает вода,
которая уже побывала прежде на земной поверхности. Тем не менее
многие исследователи придерживаются точки зрения, согласно кото¬
рой «первичная» вода должна содержаться именно в выделениях из
глубоких земных недр. Ведь они все еще «живут» и продолжают
эволюционировать, как показывают теоретические работы геофизи¬
ков. И об этом же напоминает сама наша планета своим горячим
«дыханием» и «дрожью».
Сколько воды набралось на Земле к настоящему времени? Если
бы гидросфера нашей планеты была распределена равномерным сло¬
ем, покрывающим всю поверхность земного шара, толщина водяной
оболочки составила бы 2,7 км.
По физическим характеристикам Марс относится к планетам зем¬
ной группы, поэтому история развития недр Марса должна напо¬
минать историю развития недр нашей планеты. В частности, должно
быть сходство процессов выделения воды в недрах и выхода ее на
поверхность. Некоторая разница в темпе протекания и в мощности
развития одних и тех же процессов обусловлена тем, что Марс
меньше Земли. Как это влияет на интересующие нас процессы?
Давление в недрах Марса существенно меньше, чем на такой же
глубине под поверхностью Земли, так как рост давления с глубиной
прямо пропорционален величине ускорения силы тяжести, а послед¬
нее на поверхности Марса в 2,6 раза меньше, чем на Земле. Мень¬
шему давлению соответствует более низкая температура плавления
недр. Таким образом, условия в недрах Марса благоприятнее земных
.для плавления вещества и, следовательно, для освобождения воды,
входящей в состав минералов. Поэтому процесс выделения воды на
поверхность Марса должен быть на более поздней стадии развития,
чем на Земле. Можно ли предположить, что на поверхности Марса
выделилось в среднем на каждый квадратный километр не меньшее,
а примерно такое же или даже в несколько раз большее количество
воды, чем на квадратный километр поверхности Земли? Можно. Нет
никаких оснований отрицать большую вероятность такого события.
Развивая это предположение, мы придем далее к предположениям,
на первый взгляд, еще более фантастическим. В то же время выте¬
кающие из них логические следствия, как вы сами увидите, порази¬
тельно точно совпадают с наблюдательными данными и даже слу¬
жат ключом к объяснению некоторых загадочных явлений.
Но не будем забегать вперед. Продолжим отбор материала, необ¬
ходимого для дальнейших выводов.
С резкими суточными колебаниями температуры поверхности
Марса связаны резкие колебания температуры самых припочвенных
172
слоев марсианской атмосферы. Известно, что при понижении темпе¬
ратуры на каждые 20° плотность насыщенного водяного пара умень¬
шается примерно в 10 раз, т. е. в 10 раз уменьшается максимально
возможное содержание водяного пара в единице объема. При пере¬
насыщении избыток воды выпадает в осадок. Некоторая, пусть даже
весьма малая, часть Ночных и сезонных осадков на Марсе неизбежно
должна смешиваться с сыпучими породами, которыми (судя по пы¬
левым бурям) покрыта почти вся поверхность этой планеты.
С точки зрения современных теорий эволюции планет, нет ника¬
ких оснований отрицать, что на Марсе с такой же необходимостью,
как и на Земле, должны протекать горообразовательные процессы,
хотя по какой-то причине (она будет указана ниже) хребтов гор на
Марсе не видно. Процессы разрушения горных пород и ветровой
перенос продуктов разрушения приводят к непрерывному отложению
эоловых наносов (на Земле это песок, лесс). При смешивании регу¬
лярных атмосферных осадков с понемногу прибывающими эоловыми
наносами создаются отложения все возрастающей толщины.
Как должна выглядеть эта смесь при наблюдениях с Земли? В тех
областях Марса, где Солнце поднимается достаточно высоко над го¬
ризонтом, влага или ледяные кристаллики днем испаряются с откры¬
той поверхности. Сверху остается только сухая пыль. Тонкий сухой
слой низкой теплопроводности может прекрасно сохранять и маски-
РАСТЕНИЯ БЕЗ ХЛОРОФИЛЛА
В последние годы большинство исследователей Марса пришло к выво¬
ду, нто растительность на этой таинственной планете действительно суще¬
ствует. Если согласиться с этим, то возникает естественный вопрос: что
представляют собой марсианские растения, какими специфическими свойст¬
вами они обладают? Эта проблема становится одной из важнейших в аст¬
робиологии.
В этом смысле представляет значительный интерес недавно вышедшая
из печати работа молодого советского астронома К. А. Любарского, посвя¬
щенная свойствам марсианской растительности. Любарский на основе мно¬
гочисленных данных пришел к выводу, что у растений Марса отсутствует
так называемый хлорофилл — особый пигмент, которому растения Земли
обязаны своим зеленым цветом. У земных растений хлорофилл играет важ¬
ную роль в процессе так называемого фотосинтеза, т. е. построения в зеле¬
ном листе растений органических веществ под действием солнечных лучей.
По мнению молодого исследователя, эту важную роль у марсианских расте¬
ний выполняют так называемые каротиноиды, пигменты, имеющиеся и у
зеленых растений, но играющие в них подчиненную роль.
173
ровать ледяные кристаллики, лежащие под поверхностью. Марсиан¬
ской ночью вымерзание водяного пара «подбеливает» поверхность
Следовательно, почва должна быть белесой в тех областях Марса'
где только что наступило утро. Это должно наблюдаться также и в
полярных областях, где длительно сохраняется низкая температура и
ледяные кристаллики могут лежать на поверхности, не испаряясь
м.ЬТЛаСУеТСЯ ЛИ ЭТ° С Аанными наблюдений? Действительно, на
Марсе видны в телескоп белесые «полярные шапки», а в утренних
областях поверхности планеты — «утренняя дуга», состоящая из свет¬
лых пятен, которые занимают огромные пространства и исчезают с
УВек41ЧеНИеМ ВЬ1СОТЫ Солнца над марсианским горизонтом
Можно указать наблюдательный факт, который превосходно рас¬
шифровывается как прямое следствие того, что замерзшая вода на
ходится в «полярных шапках» Марса не только в виде инея на
поверхности, но и в большом количестве под поверхностью. Вспом¬
ните, что в том полушарии Марса, в котором наступает весна, начи¬
нается сокращение светлой «полярной шапки». По-видимому это ис¬
парение и таяние зимнего покрова; оно происходит ежесуточно в
наиболее теплое время марсианского дня. В это время на отступаю¬
щей границе «полярной шапки» появляется темная кайма шириной
около 100 км. Низкий коэффициент отражения темной каймы объ¬
ясняется, как полагают, тем, что грунт здесь обильно смочен водой.
Именно отсюда распространяется весенняя «волна оживления» мар¬
сианской растительности — волна потемнения областей, подвержен-
птЬаппк?°мТМУ изменению окРаски. Между тем толщина «полярных
шапок» Марса, оцененная оптическими методами, составляет доли
миллиметра. Столь ничтожное количество ледяных кристаллов не
«полярньк ° “ГЛаСИИ С °’еНЬ заметн“™ эффектами таяния
пР°тив°Речие легко устранимо с точки зрения предлагаемой
Цепции, согласно которой основная масса льда в «полярных шап¬
ках» экранируется (заслоняется) примесью эоловых наносов. Когда
Солнце с наступлением весны начинает подниматься высоко над го¬
ризонтом, происходит оттаивание «деятельного слоя» грунта над веч¬
ной мерзлотой. Грунт оттаивает на заметную глубину. Даже если
толщина слоя, оттаивающего на протяжении теплого времени суток
исчисляется всего лишь сантиметрами или десятками сантиметров
освобождаются громадные массы воды. Именно они и могут вызы-
наблюдаемое потемнение у края «полярной шапки» и весеннюю
«волну оживления» растительности. В то же время это находится в
повепСх„пХт?ЧеНЬ МаЛ°И толщиной слоя льда, находящегося на самой
а 10 Jo л г! О С Т И.
— Но при чем же тут океаны?— спросит читатель
п₽пи mZ’ посмотРим, куда приведет нас продолжение логической
цепи. Итак, согласимся, что подпочвенный лед на Марсе существует
174
v ™ деление тепла В недрах любой планеты неизбежно приводит
R И3 НеАР К повеРхности распространяется тепловой поток.
В земной коре, например, увеличение температуры с ростом глубины
ности^п ГИЛОМеТР «^ляет 30° С. Если предположив для нагляд
Р температуры с глубиной на Марсе в численном вы-
Р такой же, как и на Земле (на самом деле он, конечно не
В ™ЧНОСТИ ТаК°И Же' Н° какОЙ именно —мы не знаем), то можно
приблизительно вычислить толщину марсианского слоя вечной мерз-
£лавлени« ^л43^ Т°Й ГЛуб™е' где температура достигает точки
плавления льда. Температура глубоких слоев постоянна, так как cv-
ин^нДЛ Сезонные колебания температуры (вызванные изменением
интенсивности радиации, падающей на внешнюю поверхность) за¬
тухают практически полностью на глубине нескольких десятков
метров.
Исходя из того, что средняя годовая температура поверхности
Марса составляет возле экватора минус 10—20° С, а в полярных
областях около минус 60°, и учитывая, что теплопроводность спрес¬
сованного льда и песка почти в точности равна теплопроводности
земного гранита, получаем: предельная толщина поверхностного
мерзлого слоя составляет примерно полкилометра в тропиках Марса
и до 2 км у полюсов. Под слоем вечной мерзлоты температура выше
точки плавления льда, следовательно, агрегатное состояние воды
здесь — жидкость. А есть ли вода на такой глубине? Какова толщина
слоя, содержащего воду? Не исключена возможность, что даже боль¬
ше, чем на Земле. Об этом говорилось выше
Таким образом, можно представить себе следующую картину. На
арсе под толстым слоем льда, содержащего частицы минералов и
присыпанного ими сверху, лежат океаны. Существование мощной
подпочвенной гидросферы почти под всей поверхностью планеты
должно приводить к маскировке поднимающихся горных хребтов,
то же время неровности, порожденные действием внешних сил,
должны оставаться незамаскированными.
Может ли океан покрывать всю поверхность Марса или там дол¬
жны существовать континенты?
Если бы Марс был весь целиком залит замерзшим океаном на
его поверхности не могли бы появиться продукты разрушения гор¬
ных пород. ~Между тем они разнесены ветром по всей планете: тучи
красноватой пыли вздымаются во время бурь. Следовательно Марс
залит не целиком. г
И3 ЭТОГО МОЖНО заключить- что глубина марсианских
высочайшиеПРеВЫШаеТ’ по-видимому, 15-20 км, потому что на Земле
в юочаишие точки расположены приблизительно на 20 км выше
уровня дна самых глубоких океанских впадин
существовании на Марсе подпочвенного льда,
усложняясь, приобрела новое качество и превратилась в гипотезу о
176
существовании там подпочвенных («подмерзлотных») океанов. По¬
ищем всевозможные наблюдаемые признаки их существования.
Выше упоминалось, что некоторая часть ночных и сезонных осад¬
ков на Марсе при смешивании с сыпучими породами грунта попа¬
дает в условия вечной мерзлоты. Так вода, содержащаяся в атмосфе¬
ре в ничтожно малом количестве, ежесуточно понемногу переходит
под почву. Регулярные потери атмосферной воды привели бы в срав¬
нительно короткий срок к такому «высушиванию» атмосферы, при
котором полностью прекратилось бы выпадание осадков, если бы не
существовало каких-то источников, компенсирующих переход воды
из атмосферы под почву.
Тот факт, что марсианские «полярные шапки» и «утренняя дуга»
наблюдаются до сих пор, не оставляет сомнений, что такие источ¬
ники существуют. Что это за источники? Ими могут быть, во-
первых, вулканы, деятельность которых поддерживается разогрева¬
нием планетных нёдр, во-вторых, выходы открытой воды на поверх¬
ность в трещинах толстой «скорлупы» марсианских океанов. В том
случае, если лед лежит не на грунте, а на воде, трещины в нем
должны быть прямолинейными или дугообразными. Растрескивание
вызывается, с одной стороны, тектоническими процессами типа на¬
ших землетрясений, которые обязательны в процессе эволюции пла¬
неты. С другой стороны, к образованию трещин могут привести и
сверхгигантские метеориты, падающие на Марс.
Даже на Земле, где неровности сглаживаются под действием во¬
достока, замерзания воды и выветривания, обнаружено несколько ме¬
теоритных воронок, диаметр которых около километра, а одна — по¬
перечником 3400 м! Гигантские метеориты, хотя они падают не чаще,
чем один раз за десятки тысяч лет, тем не менее могут делать в на¬
шей модели Марса пробоины с расходящимися трещинами.
Много ли таких трещин может быть на Марсе? Оказывается, мно¬
го, даже если они возникают довольно редко. Как показывают ра¬
счеты, трещины в очень толстом слое льда необычайно долговечны.
С поверхности трещина быстро покрывается льдом, но полное про¬
мерзание ее никогда не произойдет, а почти полное произойдет толь¬
ко за полмиллиона лет. Не до конца замерзшая трещина будет «сла¬
бым местом»: именно здесь в результате падения поблизости метео¬
рита даже меньшей массы лед треснет и в следующий раз.
В окрестностях трещин грунт под поверхностью должен быть ме¬
нее холодным, чем в окружающих областях (этот вывод обоснован
физико-математически)*. Следовательно, именно здесь условия для
жизни наименее суровы. Напрашивается вывод, что оазисы марсиан¬
ской растительности должны быть разбросаны прежде всего вдоль
трещин, о которых шла речь.
* См. «Вопросы космогонии», т. VII. Изд. АН СССР, 1960, стр. 142—166.
177
Представьте себе в километровом слое льда трещину длиной в
тысячу километров. Если оазисы образуют вдоль такой трещины по
обе стороны от нее цепочку шириной хотя бы в несколько десятков
километров, то с Земли в телескоп они будут заметны в виде очень
тоненькой линии. Таково следствие, вытекающее из гипотезы о су¬
ществовании на планете Марс «подмерзлотных» океанов.
Во второй половине XIX в. на Марсе были обнаружены прямые
бледно-темные линии непонятного происхождения, названные «кана¬
лами». Как и* темные области, они проявляются при прохождении
весенне-летней «волны оживления». Наилучшие современные назем¬
ные наблюдения привели к открытию многих сотен марсианских
«каналов» и к фотографическому доказательству существования мно¬
гих из них. К сожалению, на снимках отдельных участков поверх¬
ности Марса, сделанных с близкого расстояния с американского кос¬
мического аппарата «Маринер-IV», «каналы» и темные области не
получились и не могли получиться, так как во время съемки отсут¬
ствовало сезонное потемнение в снятых областях и к тому же при¬
мененная аппаратура была приспособлена для передачи подробнос-
стей только значительного контраста.
Существование «каналов» Марса легко связать с гипотезой о на¬
личии на Марсе воды под слоем вечной мерзлоты. Там, где жидкой
воды нет (места, соответствующие континентам), не' должно быть и
прямолинейных, «каналов». Обширные области, лишенные их, дейст¬
вительно наблюдаются на Марсе.
Далее. Когда трещина вскрывается, с поверхности открытой воды
в атмосферу должен подниматься водяной пар и конденсироваться.
Внешний эффект этого явления — белая полоска вдоль трещины На¬
блюдались ли на Марсе возникающие вдруг белые полосы? Да, их
видели, и неоднократно. Вот что писал об этом действительный член
Академии наук Украины, профессор Н. П. Барабашов: «Светлые,
довольно яркие полосы, которые я так ясно увидел впервые в
1924 году, можно отнести к сравнительно редким и непродолжитель¬
ным образованиям. Я наблюдал такие полосы 26 августа, 16, 18, 19,
20, 21 сентября 1924 г. Полоса, виденная мной 26 августа, была яркой
всего 5 минут, затем она стала бледнеть и совершенно исчезла. На
следующий день она не была видна. 18 сентября наблюдались две
светлые полосы. Одна из них... ограничивала справа «канал» Ganges.
Обе эти полосы были видны также 19 и 20 сентября, однако значи¬
тельно слабее... Интересная светлая полоса наблюдалась между «ка¬
налом» Ganges и его компонентом* . Эту полосу видели также Ан¬
тониади и некоторые другие наблюдатели».
Некоторые марсианские «каналы» видны как двойные линии — тесно
расположенные параллельные компоненты.
178
Это еще одно «загадочное» явление, удивительно хорошо совпа¬
дающее с ожидаемыми признаками существования гидросферы под
слоем вечной мерзлоты на Марсе.
Для того чтобы глубже понять особенности поведения и внешних
проявлений гидросферы на Марсе, необходимо четко представлять
себе различие физических условий, в которых находятся океаны
марсианские и земные.
1. В земных океанах Солнце нагревает воду в тропиках. Теплые
течения заходят в полярные области. Возникновение течений и пере¬
мешивание воды вплоть до глубины в несколько километров обуслов¬
лено действием ветра на поверхность океанов и влиянием разницы
температур различных масс воды. Только в глубочайших на земном
шаре океанских впадинах, например в 10-километровых филиппинской
и Бугенвильской, начиная с глубины 6 км, вода изолирована от на¬
ружных, действующих с поверхности причин перемешивания. При¬
мерно такое же спокойствие воды наблюдается в озере Байкал к
концу зимы.
В температурных условиях Марса вся поверхность океана должна
покрыться слоем льда огромной толщины. Образуется сплошная
«скорлупа», полностью изолирующая воду от действия Солнца и
ветра.
2. Выделение тепла из недр Земли (в среднем 400 килокалорий с
каждого квадратного метра поверхности в год) практически не ока¬
зывает влияния на температуру ледяных массивов в Гренландии и в
Антарктиде, потому что огромное количество выпадающего в течение
года снега может нагреться этим теплом не более чем на сотые доли
градуса.
На Марсе же количество атмосферных осадков, по данным на¬
блюдений, весьма невелико. Толщина осажденного слоя ледяных
кристалликов в «полярных шапках»порядка миллиметра. Поэтому
там должно быть четко выражено влияние внутреннего тепла пла¬
неты на распределение температуры в наружных слоях вплоть до
самой поверхности почвы.
Основываясь на наблюдениях, выполненных различными исследо¬
вателями в глубоководных впадинах земных океанов и в озере Бай¬
кал в то время, когда оно целиком покрыто льдом, автор этой статьи
нашел эмпирический закон распределения температуры с изменением
глубины в воде, которая изолирована от действия Солнца и ветра,
но получает малый поток тепла со дна водоема. Этот закон дал воз¬
можность рассчитать распределение температуры в водной толще
«подмерзлотных» океанов Марса.
Методами океанологии доказана неизбежность существования в
гидросфере Марса циркуляции воды. Течения должны быть вызваны
горизонтальным температурным градиентом, который существует в
воде в результате изменения толщины мерзлотного слоя от экватора
179
к полюсам. Градиент в данном случае — это возрастание показаний
термометра при его перемещении в воде от полюса к экватору
строго перпендикулярно к отвесной линии.
Энергия течений поддерживается за счет выделения внутреннего
тепла планеты. На Земле, например, выделение внутреннего тепла
через всю поверхность планеты эквивалентно механической работе
взрыва 4500 т нитроглицерина каждую секунду.
Вторая причина течений. Автор не видит способа доказать неиз¬
бежность ее существования, но возможность ее существования оче¬
видна. Эта причина — повышенное выделение тепла с отдельных
участков дна, например в районе действующих подводных вулканов.
(Если они есть на Земле, то почему бы им не быть на Марсе?)
В условиях Марса конвективный поток нагретой воды поднимется
к ледяному потолку и потечет вверх по его уклону, т. е. туда, где
лед тоньше,— к экватору. Вдоль течения образуется желоб — про¬
талина. Проталина, как показывают предварительные энергетические
расчеты, далеко не сквозная, но тем не менее она сыграет свою роль
в смягчении температуры почвы над ней. Проталина будет «слабым
местом», вдоль которого рано или поздно пройдет тектонический
разлом ледяной «скорлупы» океана. На поверхности воды в трещине
образуется лед, толщина которого, как показывают расчеты, даже при
тысячелетнем замерзании невелика по сравнению с полной толщиной
«скорлупы». Сравнительно тонкий лед может быть растоплен или
взломан во время проявлений активности вулкана.
Направление линий, по которым проходят течения и вулканиче¬
ские и градиентные, зависит от результата сложения двух сил (если
пренебречь отклоняющим влиянием формы материков). Во-первых,
это порождаемая температурным градиентом и уклоном ледяного
«ЗИМНЯЯ СПЯЧКА» РАСТЕНИЙ
Интересные соображения о свойствах марсианских растений были вы¬
сказаны недавно американским ученым доктором Ф. Солсбери. Анализируя
имеющиеся в распоряжении астрономов данные, он пришел к выводу, что
растительный мир Марса вовсе не так примитивен, как предполагалось ра¬
нее. Солсбери полагает, что растения, обитающие на поверхности красно¬
ватой планеты, должны обладать большими размерами и иметь огромные
листья для поглощения большого количества солнечных лучей. Ученый вы¬
сказал свое любопытное предположение, что в холодное время года мар¬
сианские растения могут свертываться и приобретать белый цвет, с тем
чтобы лучше сохранить тепло, накопленное за день.
180
«потолка» движущая сила, действующая вдоль меридиана. Во-вторых,
это так называемая сила Кориолиса; она возникает под влиянием
осевого вращения планеты и отклоняет течения в северном полуша¬
рии направо, а в южном — налево. В конечном счете вулканические
течения должны идти навстречу градиентным вдоль линий, характер¬
ных для направления пассатных и антипассатных ветров, которые
мы наблюдаем на Земле.
Заметны ли на поверхности Марса какие-нибудь детали, которые
расположены вдоль линий такого типа? Д-р Д. Б. Мак-Лафлин (США)
обратил внимание на то, что темные области на Марсе протянулись
преимущественно по направлениям, напоминающим линии тока пас¬
сатных ветров. По его мнению, пассатные ветры на Марсе раз¬
носят вулканический пепел от мест извержения; при оседании этого
пепла образуются темные области. Однако сейчас можно считать
твердо установленным, что темные области на Марсе покрыты вовсе
не пеплом. В таком случае почему же темные области имеют пас¬
сатную ориентацию и в то же время наблюдаются не на всех долго¬
тах Марса? Нельзя ли объяснить это без помощи наших течений,
например предположить, что сезонные ветры типа наших пассатов
влияют на климат на одних долготах и отсутствуют на других? Нет,
такое предположение тоже не выдерживает критики.
Отсутствие заметных горных хребтов на Марсе говорит о том, что
рельеф поверхности этой планеты не может препятствовать проник¬
новению теплых или холодных ветров в какую-либо область. Поэто¬
му границы климатических зон, если они зависят только от солнеч¬
ного облучения, должны быть параллельны экватору. Между тем в
действительности наблюдается иное: марсианские области с сезонным
органическим покровом проникают в отдельных случаях в высокие
широты, а лишенные его области сплошь и рядом встречаются в тро¬
пиках. Этот факт наглядно подтверждает существование дополнитель¬
ных причин, определяющих очертания областей, в которых располо¬
жены марсианские оазисы. Эти причины нетрудно указать, если ис¬
ходить из того, что на Марсе имеются океаны. Вот эти причины,
смягчающие климат: трещины в мерзлотном покрове, лежащем на
поверхности жидкой воды; происходящие изредка крупные разломы
этого покрова, которые могли сопровождаться возникновением боль¬
ших поверхностных водоемов в результате мощного выброса воды в
областях мерзлотного покрова с повышенным содержанием минера¬
лов; действующие подводные вулканы и, наконец, градиентные тече¬
ния. Во всех этих районах лед сравнительно тонок, и низкая темпера¬
тура грунта под поверхностью ветровых наносов заметно смягчена.
Ойа возрастает с увеличением глубины в значительно большей мере,
чем в окружающих областях. Грунт здесь заметно теплее припоч-
венных слоев воздуха, особенно на глубине нескольких метров и
181
более. Поэтому в таких районах условия наименее суровы для жиз¬
ни организмов, приспособленных к обитанию в марсианских усло¬
виях В процессе естественного отбора у марсианских растение-
подобных организмов должны были развиться, вероятно длинные
глубокие корни.
Итак, мы видели, что все важнейшие следствия, вытекающие из
гипотезы о существовании на Марсе жидких океанов под слоем веч¬
ной мерзлоты, подтверждаются давно известными фактами, которые
накоплены наблюдательной астрономией. Вот эти следствия: сущест¬
вование «каналов» и их геометрические особенности; возникающие
вдруг недолговечные белые полосы, которые должны совпадать с
«каналами»; преимущественно пассатная ориентация темных обла-
стеи.
В то же время гипотеза, как было показано, не противоречит
никаким достоверным знаниям.
Таким образом, выполняются необходимый и достаточный кри¬
терии истинности суждения. Это говорит в пользу реального сущест¬
вования под твердым слоем вечной мерзлоты на Марсе водяных
океанов. Обсуждать вопрос о том, возможна ли в них жизнь, предо¬
ставим астробиологам.
Смысл проделанной работы заключается не только в поисках воды
на Марсе. Рассмотренные здесь особенности поведения гидросферы
® условиях Марса должны быть типичными для всех находящихся
в любой планетной системе планет такого типа, у которых соблюда¬
ются одновременно три следующих условия:
1. Среднее расстояние от Солнца (или от звезды, которая является
центром планетной системы) заключено в таких пределах, что сред¬
няя годовая температура тропического пояса лишь немного ниже
нуля по Цельсию.
2. Эксцентриситет орбиты и наклонение плоскости экватора к
плоскости орбиты достаточно малы для того, чтобы температура в
каком-либо пункте поверхности планеты, поднимаясь во время лет¬
него солнцестояния и в перигелии (в «периастрии» — для других пла¬
нетных систем), не приводила к сквозному растапливанию мерзлоты.
3. Масса и размеры планеты заключены примерно в таком интер¬
вале, который ограничен характеристиками Земли и Марса.
Планет, обладающих одновременно всеми перечисленными при¬
знаками, в нашей Солнечной системе только одна. Это Марс. Но
возле других солнц... В одной.только нашей Галактике, по совре¬
менным представлениям, должны быть миллиарды планетных систем.
Даже если только каждая сотая планета обладает характеристиками
в указанных пределах, подобного типа планет должно насчитываться
огромное количество. И на всех таких планетах океаны должны быть
покрыты чрезвычайно мощным слоем льда, менее толстым в тропи-
182
ках; под этим льдом в достаточно больших водоемах должны возник¬
нуть градиентные течения воды. Они пойдут точно по линиям тока
пассатной циркуляции, если нет континентов, отклоняющих течения.
Если же океан покрывает не всю поверхность планеты, низменная
и ровная поверхность льда должна быть замаскирована поступаю¬
щими с континентов продуктами эрозии горных пород. На поверх¬
ности слоя наносов раскинется крайне засушливая морозная пусты¬
ня. Только в середине ясного дня ярко освещенная поверхность бу¬
дет нагреваться до положительной температуры.
На таких криосферно-гидросферных* планетах — на тех из них,
на которых возникла жизнь,— должны быть и «темные области» и
марсианские «каналы», потемнение которых увеличивается во время
весенне-летнего поступления влаги из тающих и испаряющихся «по¬
лярных шапок». Почему именно потемнение, а не посветление? Био¬
логи ответят: потому что автотрофные организмы — «производители»
органического вещества из неорганического — должны не отражать,
а улавливать световую энергию и использовать ее для жизненно
важных реакций.
Разгадку многих тайн Марса принесут экспедиции на эту планету.
Полет с посадкой на Марс автоматической аппаратуры без возвра¬
щения на Землю уже 'перешел из области фантастики в область
подготовки к техническому осуществлению. Дальнейшее зависит от
прогресса космонавтики. Трудно сказать, скоро ли на Марс полетят
люди. Но можно сказать без тени сомнения, что люди, работающие
сегодня,— современники и творцы великих событий.
* Криосфера — ледяная оболочка. Криос — по-гречески холод, лед.
В. А. БРОНШТЭН,
кандидат физ.-мат. наук
В ЧЕМ ЖЕ ЗАГАДКА
ТУНГУССКОГО
МЕТЕОРИТА?
В течение ряда последних лет всеобщее внимание привлекают
обстоятельства знаменитой Тунгусской катастрофы 30 июня 1908 г.,
происшедшей в результате вторжения в земную атмосферу гигант¬
ского космического тела. Факт падения метеорита на Землю вначале
не вызывал никакого сомнения, поскольку полет болида, взрыв и
последовавшие за этим сотрясение почвы, звуковые явления и распро¬
странение воздушной волны зафиксированы десятками оцевидцев, а
сейсмические явления и воздушная волна — показаниями приборов.
В 1927—1930 гг. экспедиции, возглавлявшиеся Л. А. Куликом, обсле¬
довав место падения, обнаружили радиальный вывал леса и ряд дру¬
гих разрушений. Однако попытки обнаружить метеорит или его
осколки не привели к успеху.
Отсутствие каких-либо следов метеоритного вещества породило
«загадку № 1» — куда исчез метеорит?
В 1947 г. в журнале «Доклады Академии наук СССР» была опуб¬
ликована работа К. П. Станюковича и В. В. Федынского «О разруши¬
тельном действии метеоритных ударов», в которой на основании ана¬
лиза явлений, происходящих в момент соприкосновения крупного
метеорита с почвой, убедительно доказывалось, что при ударе метео-
184
рита большой массы, летящего с остатками космической скорости,
энергия удара достаточна для полного разрушения кристаллической
решетки и даже испарения вещества метеорита. Расчет показывает,
что удар метеорита со скоростью 3 км!сек равносилен по последст¬
виям взрыву такой же массы тола. При больших скоростях эффект
возрастает пропорционально квадрату скорости.
Таким образом, удар Тунгусского метеорита о землю должен был
бы вызвать взрыв крдоссальной силы, который привел бы не только
к значительным разрушениям на местности в радиусе нескольких де¬
сятков километров, но и к полному испарению вещества метеорита.
Тем самым намечался путь к решению «загадки № 1».
Действительно, анализ различных метеоритных падений показы¬
вает, что чем крупнее метеорит, тем на более мелкие куски он дро¬
бится. Так, упавший в 1947 г. Сихотэ-Алинский железный метеорит
представлял собой целый рой метеоритов различного размера. Ин¬
тересно, что наиболее крупные части этого метеорита раздробились
на множество мельчайших осколков, а частицы поменьше выпали в
виде целых «индивидуальных» экземпляров. Впрочем, эти «неболь¬
шие» экземпляры весят сотни килограммов, а один из них — почти
2 тонны. Значит, разрушившиеся йуски были еще больше.
Но, с другой стороны, теория метеоритных ударов приводит к
выводу, что одним из главнейших последствий удара о землю боль¬
шого метеорита является образование метеоритного кратера. Подоб¬
ные кратеры обнаружены в разных уголках Земли. Широкую извест¬
ность получил, например, Аризонский метеоритный кратер диамет¬
ром 1200 м и глубиной 175 м. Еще больше кратер Унгава в Канаде —
его диаметр 3400 м, а глубина 250 м. В нашей стране крупнейшим
является кратер Каалиярв на острове Саарема (Эстония), имеющий
диаметр 110 м. Наибольшая из воронок Сихотэ-Алинского метеорита
имеет диаметр 28 м.
Был ли обнаружен кратер на месте падения Тунгусского метеори¬
та? Как известно, Л. А. Кулик принимал за метеоритные кратеры
обнаруженные им вблизи центра вывала леса округлые воронки. Но
тщательный анализ их строения показал, что они имеют термокарсто¬
вое, а не метеоритное происхождение. Находящееся в центре обла¬
сти поваленного леса Южное Болото также не является метеоритным
кратером. Как показало изучение рельефа дна Южного Болота в
1939 г., кратер не мог быть погребен и под болотными наслоениями.
Так возникла «загадка № 2» — где метеоритный кратер?
Работавшая в 1958 г. на месте падения экспедиция Комитета по
метеоритам Академии наук СССР тщательно обследовала расположе
ние и характер как поваленных, так и стоящих вертикально деревьев
Участники экспедиции пришли к единодушному мнению, что в дан¬
ном случае имело место воздействие мощной ударной волны, двигав¬
шейся сверху вниз. Значит, взрыв метеорита произошел в воздухе.
185
Метеоритный кратер
Унгава в Канаде.
Такое предположение полностью устраняло «загадку № 2», так
как в случае взрыва в воздухе кратер не должен был образоваться.
Но на ее место с железной неумолимостью вставала «загадка № 3»
почему метеорит взорвался в воздухе?
Нужно заметить, что идея о надземном взрыве Тунгусского метео¬
рита не нова. Ее высказал еще в 1925 г. директор Иркутской маг¬
нитной и метеорологической обсерватории А. В. Вознесенский. Об¬
наружив на записи сейсмографов Иркутской обсерватории, кроме
основной записи сотрясения почвы, вызванной распространением
сейсмических волн, еще одну запись на 44 минуты позже, А. В. Воз¬
несенский заключил, что второе сотрясение вызвано распростране¬
нием воздушных волн от взрыва метеорита. По его мнению, они
были вызваны «разрывом метеорита на высоте около 20 км над по¬
верхностью Земли». Об этом же говорят и непосредственные наблю¬
дения очевидцев. Находившийся в селе Ванаваре, в 100 км от места
падения, С. Б. Семенов рассказал, что «вдруг на севере небо раз¬
двоилось и в нем широко и высоко над лесом появился огонь, кото¬
рый охватил всю северную часть неба. В этот момент мне стало так
горячо, словно на мне загорелась рубашка». Этот «жар», исходивший
с северной стороны, был вызван, очевидно, действием лучистой энер¬
гии взрыва. Находившийся рядом П. П. Косолапов в тот же момент
ощутил ожог ушей, однако не заметил никаких световых явлений
быть может потому, что, будучи занят работой у окна своей избы'
просто не смотрел в эту сторону. Впрочем, есть основания полагать,
что ожог, испытанный Косолаповым, был вызван тепловым излуче¬
нием болида, а не взрыва.
186
Что же наблюдали другие очевидцы? А. С. Косолапова (село Ва-
навара) заметила, как «на севере небо раскрылось до самой земли
и пыхнул огонь». Д. Ф. Брюханов (село Кежма, в 200 км от места
падения) увидел, как «с северной стороны над лесом вылетело пла¬
мя». Считая, что это было пламя взрыва, можно оценить его высоту
в 20 км. Учитывая, что другие очевидцы, находившиеся тоже пример¬
но в 200 км от места падения, замечали, что болид скрылся за горами
или за лесом, нужно считать высоту в 20 км верхней границей взры¬
ва. Корреспондент газеты «Красноярец» в номере от 13 июля 1908 г.
сообщил, что в Кежме и других селениях многие «отлично видели,
что с прикосновением летевшего предмета к горизонту... на уровне
лесных вершин как бы вспыхнуло огромное пламя, раздвоившее со¬
бою небо».
Почти во всех пунктах были слышны мощные удары, напоминав¬
шие удары грома или пушечные выстрелы. Большинство очевидцев
отмечает, что их было несколько.
Наблюдатели ярких болидов неоднократно отмечали происходив¬
шие на их глазах разрывы болидов на несколько частей, вспышки
и взрывы. Сопоставление осколков падающих метеоритов показыва¬
ет, что они часто раскалываются в атмосфере, иногда на сотни и
тысячи осколков, выпадающих в виде метеоритных дождей. Однако
настоящего взрыва метеорита в воздухе еще никогда не наблюдалось.
Для того чтобы подойти к решению загадки взрыва Тунгусского
метеорита, интересно сопоставить твердо установленные факты.
1. Все известные на Земле метеоритные кратеры образованы же¬
лезными метеоритами.
2. Среди железных метеоритов многие превышают по весу 1 т,
а девять метеоритов весят более 10 т каждый. Из каменных метеори¬
тов только один — Нортон Каунти — достигает веса в 1 т.
3. Метеоритные дожди, как правило, бывают каменные. Единст¬
венным известным исключением является Сихотэ-Алинский желез¬
ный метеоритный дождь.
4. Каменные метеориты составляют 92% всех метеоритов, наблю¬
давшихся при падении, тогда как железные лишь 6% (остальные 2%
приходятся на долю железо-каменных метеоритов).
Почему же среди каменных метеоритов, которых в природе в
15 раз больше железных, нет крупных экземпляров, но зато они чаще
производят метеоритные дожди? Да потому, что каменные метеориты
менее прочны, чем железные, и под давлением сжимаемого метеори¬
том воздуха, достигающим на высоте 10—15 км сотен и даже тысяч
атмосфер, быстро разрушаются и дробятся. И хотя в межпланетном
пространстве большие каменные метеориты носятся, очевидно, в го¬
раздо большем количестве, чем железные, из-за разрушающего дейст¬
вия атмосферы они просто не могут достигнуть земной поверхности,
не расколовшись на множество частей.
187
Однако разрыв метеорита на множество осколков — это еще не
взрыв. Между тем вся совокупность наблюдавшихся 30 июня 1908 г.
явлений и картина разрушений свидетельствуют именно о взрыве,
происшедшем в воздухе. Что же могло его вызвать?
И тут ученые вспомнили об одной полузабытой гипотезе, которую
еще в 30-х годах высказывали советский астроном И. С. Астапович
и американский метеоролог Ф. Уиппл. Дело в том, что из небесных
тел не только метеорные тела могут пересекать орбиту Земли, но
и кометы. Астапович и Уиппл как раз и предположили, что Тунгус¬
ский метеорит был ядром небольшой кометы.
Нужно заранее оговориться, то никакого противоречия в этой
фразе («метеорит был ядром кометы») нет. Дело в том, что метеори¬
том принято называть любое тело космического происхождения, упав¬
шее на Землю, независимо от его природы. Большинство метеоритов,
как показывает изучение их орбит, имеет общее происхождение с
астероидами (малыми планетами), мелкие же метеорные тела, по- •
рождающие на небе явление метеоров, чаще всего связаны с ко¬
метами.
Отличие орбит комет от орбит астероидов и метеоритов заклю¬
чается в том, что орбиты комет могут быть ориентированы как угод¬
но, наклонены к плоскости земной орбиты под любыми углами, и
кометы движутся вокруг Солнца как в прямом, так и в обратном
направлении. Астероиды же движутся всегда в прямом направлении,
и их орбиты имеют сравнительно небольшие углы наклона.
С этой точки зрения большой интерес представляет вопрос о на¬
чальной скорости Тунгусского метеорита. Раньше считали, что, по¬
скольку метеорит наблюдался утром, значит он был встречным и
влетел в нашу атмосферу с большой скоростью: 50—60 км!сек (Земля
по своей орбите летит «утренней» стороной вперед). Но тщательный
анализ траектории метеорита, выполненный Б. Ю. Левиным, показал,
что он мог быть как встречным, так и догоняемым Землей. В послед¬
нем случае скорость его вступления в атмосферу должна быть срав¬
нительно невелика. Расчеты, сделанные автором данной статьи, по¬
казывают, что при скорости 45 км!сек и пологой траектории камен¬
ный метеорит с начальной массой даже в 1000 000 т должен был
полностью затормозиться в атмосфере на высоте 5—10 км (а при
меньшей массе еще выше). Но он долетел почти до Земли, значит,
его скорость была гораздо меньше, и он был скорее догоняемым,
чем встречным. Наиболее вероятна начальная скорость 30—40 км!сек.
Но и в этом случае орбита метеорита должна была иметь большой
угол наклона к плоскости земной орбиты.
Эта близость орбиты Тунгусского метеорита к кометным орбитам
независимо привела академика В. Г. Фесенкова к той же идее, что
это была небольшая комета, столкнувшаяся с Землей.
Но для подобного заключения были и другие, пожалуй, еще более
188
веские основания. Согласно современным представлениям о природе
комет, ядро кометы представляет собой не рой отдельных глыб и не
единый каменный монолит, а своеобразный конгломерат из льдов
разного состава (замерзшая углекислота, углеводороды, аммиак и др)
с включениями в виде каменных глыб. Испарение льдов под дейст¬
вием солнечных лучей приводит к образованию вокруг ядра газовой
оболочки и хвоста кометы. Хвост кометы всегда направлен в сто¬
рону, противоположную Солнцу.
Массы комет измеряются миллионами и миллиардами тонн. Мас¬
са Тунгусского метеорита составляла, по независимым оценкам
В. Г. Фесенкова и автора настоящей статьи, несколько миллионов
тонн, иначе говоря, она была такая же, как у небольших комет.
Известно, что при пролете метеорного тела сквозь атмосферу
Земли большая часть его массы распыляется в атмосфере за счет
интенсивного испарения и плавления вещества. Оценка массы Тун¬
гусского метеорита, сделанная В. Г. Фесенковым, была основана на
наблюдениях уменьшения прозрачности атмосферы в Америке через
2—3 недели после падения метеорита. Оценка же автора была сде¬
лана на основании известной энергии разрушений, причиненных
взрывной волной (эта энергия составляла около 1023 эргов). Обе оцен¬
ки почти совпали.
Итак, предположим, что утром 30 июня 1908 г. в земную атмо¬
сферу влетело ледяное ядро кометы с массой в несколько миллио¬
нов тонн.
Вот тут-то и могли произойти все явления, наблюдавшиеся при
Поваленный, лес в районе
падения Тунгусского
метеорита.
падении Тунгусского метеорита. Хорошо известно, что при движении
уИпная ?XX3BLK°B°H СК°Р°СТЬЮ в газе образуется так называемая
УАаРВ волна. На ее поверхности происходит резкий скачок плот-
прпал' м^р6НИЯ И темпеРатУРы газа- Еще в верхних слоях атмосферы
лпл1Ан J еоритом, имевшим в диаметре несколько десятков метров,
должна была образоваться «подушка» сильно сжатого воздуха пе¬
решедшая затем в ударную волну. Форма ударной волны, сопровож¬
дающей движение метеорита (баллистической волны), должна быть
почти цилиндрической. Метеорит летел по очень пологой траектории
(ее наклон к горизонту, по расчетам Б. Ю. Левина, составлял 8°)
т. е. он сравнительно долго двигался в нижних, наиболее плотных
слоях атмосферы. Когда метеорит приблизился к земной поверхно¬
сти, действие ударной волны на деревья должно было привести к
плотному вывалу леса вблизи конечного участка траектории ме-
теорита.
тут возникает новый вопрос. Ведь поваленные деревья распо-
ены строго радиально, хотя область сплошного вывала симметрич¬
на относительно траектории метеорита. Если бы деревья были по¬
валены только баллистической волной, они бы расположились «елоч¬
кой» вдоль траектории, симметрично относительно нее На самом
же деле деревья испытали действие не только баллистической, но
и взрывной волны, порожденной взрывом метеорита в воздухе.
МЛ11*ри сильных взрывах (например, атомных) в воздухе образуется
мощная ударная волна сферической формы, которая сначала быстро
а потом все медленнее расширяется от места взрыва, постепенно ос-
лаоевая.
д РаДиальный характер повала деревьев дал основание геофизику
А. ь. Золотову сделать чересчур поспешный вывод о том, что бал¬
листическая волна была слабой и, стало быть, скорость Тунгусского
тела была невелйка (около 4 км/сек). Указания очевидцев на желто¬
ватый цвет болида А. В. Золотов истолковал как результат сравни¬
тельно невысокой (около 6000°) температуры ударной волны, а зна-
чит, и малой скорости Тунгусского тела.
пат?пяауТ7п!^ЧеНИЯ ошибочны- Аело в том, что уже при темпе-
р турах в 70 100 тысяч градусов, имеющих место в сильных удар-
х волнах, основная доля излучения приходится на ультрафиоле-
™ВВ1е ЛУЧИ' КОТОРЬ1Х воздух совершенно непрозрачен. Но излу-
па„ ле/ДТОИ волн.ы прогревает воздух перед фронтом волны как
температур 4—6 тысяч градусов. Именно этот нагретый вол-
болида°ЗАУХ СОЗАаВЭЛ то свечение« которое видели очевидцы полета
КаСаеТСЯ действия баллистической и взрывной волны на вывал
vchaua тга! НаА° забывать- -ЧТО дерево, испытавшее даже мощное
' А не сразУ’ а в течение нескольких секунд. Деревья
были вырваны с корнями под действием баллистической волны. Но
190
они еще не успели упасть, как до них дошла' взрывная волна, кото¬
рая и «уложила» уже вырванные деревья строго по радиусам, рас¬
ходящимся от места взрыва.
Специальные эксперименты по моделированию баллистической и
взрывной волны с помощью детонационного шнура и точечного за¬
ряда проделали молодые .ученые М. А. Цикулин и И. Т. Зоткин.
Деревья в их опыте изображались воткнутыми вертикально спичками.
Картина «вывала леса» получилась очень похожей на то, что про¬
изошло в Тунгусской тайге.
Но чем мог быть вызван сам взрыв? Профессор К. П. Станюкович
и В. П. Шалимов составили расчет теплового баланса между ударной
волной, имеющей температуру в десятки тысяч градусов, и ледяным
ядром кометы. Расчет показал, что первре время лед должен испа¬
ряться сравнительно медленно (не надо забывать, что его теплопро¬
водность очень мала). Но на некоторой «критической» высоте дости¬
гается йрогрев всей глыбы до самого центра. С этого момента все
тепло ударной волны уходит на испарение ледяного тела, и за ка¬
кие-нибудь 0,1—0,2 секунды оно превращается в газовый
сгусток и разлетается. Происходит тепловой взрыв мощностью
1013—1014 эрг/сек-см2.
Описанная здесь картина «теплового взрыва» — не просто теория.
Как указывает профессор 14 И. Покровский, алюминиевые пульки,
выпущенные в горизонтальном направлении со скоростью 7,5 'км/сек,
внезапно взрывались, хотя никакого взрывчатого вещества не содер¬
жали. На своем пути они оставляли огненные трассы, свидетельству¬
ющие о процессах разрушения и горения.
Само собой напрашивается /и другое объяснение взрыва. Помимо
191
чисто теплового воздействия здесь, безусловно, могли иметь место
интенсивные химические реакции веществ ядра кометы с кислоро¬
дом воздуха. В ядрах комет содержатся свободные радикалы (напри¬
мер, Н, Н2, СН, СН2, ОН), несущие химическую энергию, которая
может интенсивно выделяться при реакциях с газами воздуха.
Высота взрыва Тунгусского метеорита не могла быть большой.
Как показывают работы экспедиций Академии наук СССР 1958, 1961
и 1962 гг и материалы аэрофотосъемки, радиус «зоны безразличия» —
области беспорядочного вывала деревьев и стоящего на корню сухого
леса, основного указателя на надземный характер взрыва,— состав¬
ляет 2 5 км. По-видимому, и высота взрыва была не больше этой
величины.
Кометная гипотеза находит подтверждение и в другом явлении
замеченном сразу же после падения Тунгусского метеорита Речь
идет о необычном свечении неба, наблюдавшемся в Западной Сибири
вропеиской части России и в Западной Европе в первые две ночи
после падения. Свечение было настолько яркое, что В. П. России в
Наровчате Тамбовской области получил ночью снимок улицы города
а астроном Гринвичской обсерватории Эванс — фотографию куполов
обсерваторских башен.
Исследование всех данных об этом необычном свечении неба бы-
ВЧЕРАШНИЙ ДЕНЬ МЕТАГАЛАКТИКИ
Вселенной, где мы живем, звездные систе-
еще более грандиозную систему — Метага-
Как известно, в той области
мы — галактики, составляющие
лактику, «разбегаются».
оази^ВижрЯ™«Я СВИАетеля“и одного из проявлений бесконечного разнооб¬
разия движения материи в бесконечной и вечной Вселенной
ясной РОлиЛЛУАЛТГО Авижения масс в Метагалактике остается пока не-
леннпй °АНаКО хаРактеР процессов, происходивших в нашей области Все-
может бытьР<Х°Мс’₽-С М°МеНТа НаЧЭЛа РасшиРения До современной эпохи,
быть уже сейчас выявлен с достаточной полнотой.
Я БЧелклппиУт Поставил переА собой советский ученый академик
Я. Б. Зельдович. Теория должна ответить на вопрос, что представляла собой
первоначальная стадия состояния Метагалактики и каким путем она разви¬
валась в дальнейшем, придя в конце концов к современному состоянию.
пп УЖ tCaM факт расшиРения Метагалактики, наблюдаемый в настоящее
время, свидетельствует о том, что в отдаленном прошлом плотность веще-
Z ™НЛШеИ области пространства была весьма велика. Что же представ-
ляло собой начальное сверхплотное вещество?
192
ло проведено в Комитете по метеоритам И. Т. Зоткиным. Выясни¬
лось, что область свечения имела форму широкого «языка», направ¬
ленного с востока на запад. Ни в США, ни в Японии, ни у нас на
Дальнем Востоке никакого свечения неба не наблюдалось.
Напомним, что Солнце в момент падения Тунгусского тела нахо¬
дилось на востоке (дело было рано утром), и если этим телом была
комета, ее хвост должен был быть направлен на запад. Анализ усло¬
вий освещения и спектрального состава наблюдавшегося свечения
позволил академику В. Г. Фесенкову оценить высоту порождавших
его частиц в 600 км и их диаметр в 0,1 микрона.
Другим видом вещества, оставшимся после Тунгусской кометы,
является пылевая материя, распылившаяся при пролете головы ко¬
меты в нижних слоях атмосферы и перенесенная воздушными тече¬
ниями через две недели к берегам Калифорнии, где Ч. Аббот отметил
аномальное помутнение атмосферы. Частицы этой пыли должны бы¬
ли иметь диаметр около 1 микрона.
Третий вид вещества был обнаружен в пробах почвы в месте па¬
дения, взятых Л. А. Куликом в 1929 г., а затем в пробах 1958, 1961
и 1962 гг. Это были магнетитовые и силикатные шарики, причем по¬
мимо железа в магнетитовых шариках было обнаружено до 10%
никеля, что характерно только для метеоритного вещества и отли¬
чает его от пород земного происхождения и индустриальной пыли.
Шарики образуются при застывании капелек расплавленного вещест¬
ва, сдуваемых струей встречного воздуха с поверхности метеорита.
Две комплексные экспедиции Академии наук СССР во главе
с кандидатом геолого-минералогических наук К. П. Флоренским,
работавшие на месте падения летом 1961 и 1962 гг., изучили
На этот счет был высказан ряд различных предположений, но все они
вступали в противоречие с теми или иными фактами. Академик Зельдович
выдвинул новую гипотезу, согласно которой первоначальное вещество Мета¬
галактики представляло собой холодную смесь равного количества протонов,
т. е. ядер атомов водорода, электронов и нейтрино.
Данные современной теоретической физики говорят о том, что при до¬
статочно большой плотности состав подобной смеси должен оставаться ста-
ильным. А это означает, что когда в процессе расширения средняя плот¬
ность достигнет плотности атомных ядер и возникнут условия для образо¬
вания звезд, то вещество все еще будет состоять из равных количеств про-
тонов, электронов и нейтрино. н
Таким образом, звезды «первого поколения», очевидно, состояли из
чистого водорода. Образование же всех других химических элементов яви¬
лось следствием разнообразных процессов, которые протекали затем в
звездных недрах.
Но каким образом из однородного вещества могут возникать звезды?
Для этого, как утверждает современная физическая теория, в однородной
среде должны образовываться какие-либо первоначальные неоднородности
193
географическое расположение шариков. Оказалось, что они распре¬
деляются вдоль полосы, параллельной траектории метеорита, но сме¬
щенной к северо-западу. По сведениям Центрального института
прогнозов, именно в этом направлении дул ветер 30 июня 1908 г.
в этой местности. Все это говорит о том, что найденные шарики —
остатки Тунгусского тела, а не общий фон космической пыли.
Таковы в общих чертах результаты научных исследований, свя¬
занных со знаменитым Тунгусским падением.
К сожалению, за последние 20 лет некоторые писатели и популя¬
ризаторы неоднократно пытались противопоставить научным взгля¬
дам на природу этого явления идеи, весьма далекие от науки. Так,
писатель А. П. Казанцев выдвинул еще в 1946 г. фантастическую
гипотезу о том, что никакого метеорита вообще не было, а над Тун¬
гусской тайгой произошел атомный взрыв межпланетного корабля,
прилетевшего с Марса или с какой-нибудь другой планетьк Эта «ги¬
потеза», несмотря на ее полную необоснованность, была встречена
некоторыми читателями с одобрением. Нашлись и такие люди, кото¬
рые «смелость» Казанцева противопоставляли «консерватизму» уче¬
ных.
Оставляя в стороне вопросы о «смелости» и «консерватизме»,
посмотрим, почему «гипотеза» Казанцева не может серьезно рассмат¬
риваться как научная гипотеза. Причин для этого несколько.
1. Не существует ни одного факта, который бы указывал на то,
что взрыв 30 июня 1908 г. был атомным. Доводы А. П. Казанцева
либо не выдерживают серьезной критики, либо основаны на вымыш¬
ленных им фактах или событиях.
2. Автор «гипотезы» столь вольно и безответственно обращается
«•»•• ©•• •••»«•••• •••••••••
плотности. Тогда вступают в дело силы тяготения. Под их действием неод¬
нородности будут постепенно возрастать и в конце концов превратятся в
массивные образования.
По в обычной однородной среде первоначальные неоднородности могут
возникать лишь в результате перераспределения тепловой энергии, или, как
говорят, термодинамическим путем. А такие неоднородности слишком не¬
значительны, чтобы силы тяготения могли начать «созидательную» работу.
Совсем другое дело, если однородная расширяющаяся среда представ¬
ляла собой чистый водород, как это имеет место в гипотезе Зельдовича. Тог¬
да в процессе расширения должны неизбежно происходить так называемые
фазовые переходы водорода. Водород последовательно переходит из метал¬
лического состояния в твердый молекулярный водород, а затем в газ. Эти
переходы приводят к тому, что появляются гигантские неравномерности
плотности, которые во много раз превышают термодинамические неоднород¬
ности и могут повлечь за собой дальнейшее формирование звезд под дейст¬
вием тяготения.
Таким образом, гипотеза академика Зельдовича дает новый взгляд на
проблему возникновения первоначального поколения звезд.
194
Магнетитовые и силикатные шарики,
найденные на месте падения Тунгус¬
ского метеорита.
с фактами, искажая одни и изобретая другие, что такой «метод аргу¬
ментации». не может не вызвать удивления.
3. Есть ряд неопровержимых аргументов против возможности
атомного взрыва межпланетного корабля, прилетевшего на Землю
30 июня 1908 г. с другой планеты.
Приведем несколько примеров. А. Казанцев пишет", что очевид¬
цы наблюдали «огненный столб с черным дымом, упершийся в безоб¬
лачное небо и расплывшийся там черным грибом». Увы, «черный
гриб» — выдумка Казанцева; никто из очевидцев его не наблюдал.
Наблюдался обычный пылевой след, как у всех крупных болидов.
Никаких других характерных признаков атомного или ядерного взры¬
ва тоже зафиксировано не было. В Ванаваре, где высота пролета тела
была не более 30 км, а кратчайшее расстояние до него 50 км, никто
не получил каких-либо длительных повреждений типа радиоактив¬
ного ожога или лучевой болезни.
В случае атомного или ядерного взрыва на месте падения можно
было бы обнаружить следы повышенной радиоактивности. А. Казан¬
цев часто ссылается на результаты самодеятельных экспедиций
1959 г., обнаруживших будто бы повышенную радиоактивность в
районе Южного Болота. Но тщательный анализ проб почвы и спи¬
лов деревьев, собранных указанными экспедициями, не подтвердил
этого скороспелого вывода. Не была найдена повышенная радиоак¬
тивность и в 1960—1962 гг. Все ^следы радиоактивности в спилах
деревьев, как показывает их радиохимический анализ по годовым
кольцам, относятся к последствиям атомных взрывов и ядерных испы¬
таний после 1945 г.
* А. Казанцев. Поиски продолжаются. «Юный техник», № 9, 1958.
195
в 1959 г. экспедиция Томского медицинского института проводила
специальное изучение архивов медицинских учреж™™й опрос ста
реиших жителей и врачей, исследование останков захороненных
эвенков на стронций-90 и церий-144. Никаких намеков наГнеобьш
ные заболевания после 1908 г. или на присутствие в костях скелетов
н?нГбы?о°ТОПОВ~ПРОАУКТОВ Р^иоак™вн<>го распада-обнаруже
МЫ ви,а'им' таким образом, что гипотеза Казанцева не только не
Ф Ю сложному и важному вопросу. Впрочем
ХЙо koSFE
теопит» 6 6 ' вз°Рвался же своеобразный «атомный ме-
еорит». Эта «компромиссная» гипотеза Ф. Ю. Зигеля еще менее прав
озражения, что и против взрыва «корабля» Казанцева.
по,^СТ.ГТереСа К проблеме Тунгусского метеорита, включение ши-
ная°с 1959 г" ™7а“ТИ ° "ау™е ”“еАОванияР организа,™ а™-
с 1959 г„ ряда самодеятельных экспедиций на место паления
все это отражает, как в зеркале, укрепление тес!ьщ связей меж лЛ
советской наукой и нашим народом тесных связей между
Изучение всех обстоятельств Тунгусской катагтппгЬыт
сю Исследуются собранные на месте паденй “ “и РдрАу°™“а’
стицы метеоритного вещества. Ведутся теоретические оасчет1т меЛ-
низма взрыва. Можно не сомневаться, что все нерешенные вопросы
все «загадки» Тунгусского метеорита будут успешно разрешены^™ ’
ЛИЯМИ советских ученых и их добровольных помощХв-"нтузиЬ
путь
космос
Ю. М. ВОЛЫНКИН,
В. Г. ДЕНИСОВ
В большом космосе
В. И. ЛЕВАНТОВСКИЙ
Старт с промежуточной
орбиты
В. Н. КОМАРОВ
Когда изменяется вес
a j® sees
Ю. М. ВОЛЫНКИН,
В. Г. ДЕНИСОВ
В БОЛЬШОМ
КОСМОСЕ
После блестяще завершенных полетов советских многоместных
космических кораблей «Восход» и других космических рейсов вряд
ли можно найти сомневающихся в том, что полеты человека к пла¬
нетам Солнечной системы — дело не столь отдаленного будущего.
Они становятся возможными даже с использованием химических
ракет, не говоря уже о кораблях с ракетами на ядерном горючем,
о разработке которых все чаще и чаще упоминается в печати.
Пройдет какое-то время, и человек побывает на Луне: «пристре¬
лочные» полеты в сторону планеты Марс, несомненно, приведут к
тому, что мы явимся свидетелями высадки космической экспедиции
и на этой планете.
Расчеты показывают, что продолжительность рейса, например к
кппяй^П1°К °ЛУ?ЛЛИПТИЧеСКОЙ тРаектории при начальной скорости
корабля 16,3 км/сек, составит в одну сторону 260 суток. Это время
зкачит^ько возрастет, если мы с такой же скоростью отправная
к более отдаленным планетам. р
Уже сейчас можно вполне уверенно утверждать, что развитие
космонавтики в будущем предопределит необходимость использова-
™о„еШеНИЯ ВСе РасшиРЯ1°Щихся научно-практических задач
при освоении космического пространства кораблей с экипажами, со-
200
стоящими из различных специалистов и ученых. По количеству кос¬
монавтов экипажи кораблей также будут весьма разнообразны —
от одноместного корабля до космических лайнеров с экипажем до
100 и более человек.
Как повлияет длительное космическое путешествие на психику
человека, на его нервную систему? Как почувствует он себя на
близкой нашей соседке — Луне или на загадочном Марсе? Все эти
и многие другие вопросы интересуют специалистов по космической
психологии.
Ведь полет в космическое пространство предъявляет серьезные
требования к интеллекту человека, к его психологическим особен¬
ностям.
Важное значение имеет также вопрос о требованиях, которые
необходимо предъявить к системам управления кораблей, чтобы ха¬
рактеристики этих систем наилучшим образом сочетались с психо¬
физиологическими возможностями космонавта-оператора. Надо также
разработать наиболее эффективные методы подготовки космонавта
к профессиональному управлению кораблем и его оборудовав
нием, методы, которые обеспечили бы надежную и согласованную
работу биомеханической системы «корабль-оператор». Эти главные
и ряд других вопросов решаются новой ветвью космической биоло¬
гии — инженерной психологией космического полета.
Условия жизни человека в изолированной кабине космического
корабля сравнительно малого объема необычны. Кабина не имеет
аналогов на Земле. И сам космический полет характеризуется такими
явлениями, которые резко отличают его от обычных рейсов на са¬
молетах.
В космическом полете психика -человека должна справиться с
монотонностью существования, однообразием, многократным повто¬
рением одного и того же изо дня в день, а в дальнейшем из месяца
в месяц и даже из года в год. Космонавту будущего придется при¬
выкнуть к мысли о непрерывном, нарастающем удалении корабля от
Земли, выдержать длительное пребывание в замкнутой кабине. Кро¬
ме того, космонавт при орбитальных полетах попадает в условия
нового суточного цикла жизни вследствие необычного ритма смены
дня и ночи, а при полетах большой продолжительности к отсутствию
смены времени года. Вся жизнь на корабле будет подчиняться искус¬
ственно построенному ритму, который, весьма вероятно, будет пред¬
ставлять собой более частое чередование сна и бодрствования, чем
на Земле.
Постоянные раздражители, сопутствующие нам на Земле, напол¬
няющие нашу жизнь бесчисленным множеством различных звуков,
световых и прочих ощущений, создают определенный привычный
фон, который поддерживает и как бы «заряжает» центральную нерв¬
ную систему. Человек на Земле может ^находиться в бодром, деятель¬
201
ном состоянии и может отдохнуть, «отключиться» от утомительного
шума, дать успокоиться нервам... Для этого необходима тишина. Но
есть тишина, которая гнетет. В земных условиях с такой тишиной,
Когда слух не тревожит ни малейший звук, когда человек оказыва¬
ется изолированным от всего того, что постоянно его окружало, мы
почти никогда не встречаемся. С настоящим безмолвием можно встре¬
титься лишь в космическом пространстве.
Космическая тишина вовсе не похожа на ту земную, которая
обычно нас успокаивает. От космического безмолвия нервное напря¬
жение у человека не спадает, а нарастает. Поэтому космонавтами
должны быть психически устойчивые люди, способные переносить
продолжительное пребывание в «онемевшем» мире. А с другой сто¬
роны, необходимо оградить людей от такой тишины. Ведь, как пока¬
зали исследования, отсутствие привычного фона раздражителей в
условиях космического полета может вызвать у человека ощущение
отрыва от Земли даже несмотря на то, что у него во время полета
есть постоянная связь с планетой и он слышит «земные» звуки.
Следует учитывать и то, что в кабине космического корабля в
течение весьма продолжительного времени все будет оставаться со¬
вершенно неизменным. В психологии существует понятие сенсорного
голода, т. е. недостатка чувственных впечатлений. При этом в мозгу
возникает и все шире распространяется процесс торможения: рабо¬
тоспособность человека падает. При углубленном торможении чело¬
век засыпает. В условиях однообразия и монотонности окружающей
обстановки сон становится господствующим состоянием. Вот почему
в кабине космического корабля необходимо искусственным путем обе¬
спечить смену впечатлений (радио- и телевизионная связь с Землей,
аритмически изменяющаяся окраска светового источника, смена за¬
пахов и др.).
Длительная изоляция на борту космического корабля, по-види¬
мому, может вызвать у некоторых людей й увеличение психологи¬
ческого напряжения, что в свою очередь неизбежно приведет к пси¬
хическим нарушениям: появится боязнь остаться в закрытом поме¬
щении, невроз от однообразия обстановки, чувство оторванности от
Земли, гипнотические состояния, возникающие от длительного на¬
блюдения за приборами, и др.
Здесь необходимо отметить разницу между полетом на самолете
и в космическом корабле. Это различие заключается в том, что для
космонавта внешнее зрительное поле не является таким перемен¬
ным фактором, как для летчика обычного самолета. Даже при огром¬
ной скорости движения корабля внешняя картина остается для кос¬
монавта практически неизменной на протяжении длительного вре¬
мени.
Создавая условия монотонности, космический корабль явится
физическим воплощением «состояния замкнутости». Человек всегда
202
так или иначе испытывает тенденцию к овладению простором а от¬
сюда и «неудовольствие» при длительном пребывании в ограниче
ном пространстве. Если это пространство будет очень.ограниченным,
то оно неизбежно явится источником болезненного одиночест к
Как видим, человек, попадая в космос, лишается земного пред¬
метно-пространственного окружения. В длительном полете это мо
жет отрицательно сказаться на нормальном функционировании его
Хики Следовательно, надо создать для человека так называемую
«привычную обстановку» — кусочек земной жизнитеми arp j
тами, которые еще с детства запали в память космонавта Кабиша
космического корабля должна содержать в стилизованном обобщен-
ном ввде привычную обстановку, в которой жил космонавт до поле¬
та. В Кабине должны быть отражены смена дня и ночи, Р»™ с>™'
времена года. Большое место в исследованиях конструкторов А°лжны
занять работы по смене форм кабины, загрузке ее различными пред-
метами, окраске и даже... музыкальному сопровождению полета.
Сознание своей зависимости только от прочности корабля и умень¬
шающаяся по мере удаления в космос возможность воспользоваться
™”ак способом спасения и возврата на Землю, помимо неизбежного
чувства настороженности, может вызвать у космонавта особое отно
шение к космическому кораблю. В основе этого чувства лежит «до¬
верительная интимность» к машине, от которой целиком зависит
жизнь связанного с нею человека. Это чувство рождается как ком
РАКЕТЫ И НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА
Современные космические ракеты относятся к ракетам так называе¬
мого баллистического класса. Путь такой ракеты в пространстве оклады^
вается из двух различных участков — активного, или участка разгона,
пассивного. тке ракета набирает скорость, а пРибоРы
ческого управления с помощью специальных устройств выводят ее на рас
считанный курс. Как только последняя ступень достигнет заданной скорое ,
двигатель автоматически выключается и, дальнейшее движение ракеты Р
деляется только величиной и направлением скорости, полученной в конце
™Z УоЧбарС™оамИ сРХ*нтГвыНБ^ космическая ракета
становится обычным небесным телом, а это значит, что расчеты ракетных
ообит в принципе ничем не отличаются от расчетов путей естественных
небесных тел. Поэтому к вычислению ракетных орбит вполне приложимы
методы так называемой «небесной механики» — науки о движении косми
ческих объектов.
203
аеумолимостыо1геизтестщогоеННОСТИ ” АаЖе страха переА грозной
AO^SS’SS0??™ и ГреЙбл' иаУаа™ УСЛОВИЯ пи-
пилотов, особенно Ха о„Г„1а°Л..ПРИШЛИ 5 ВЬ,ВОДУ' ™ °крл° 36%
местном самолете опт vittate Дятся на большой высоте на одно-
этом, американскиеХТологи °Т Земли‘ Сковываясь на
фактору изоляции человека в кпгми пРиАавать чрезмерное значение
зывалось, что вТежплан^ном ПплТ еСК°М ПОЛете- В их статьях Ука~
отрешенности от всего земного решающим бУАет страх, боязнь
s==
психических расстройств ^котооы^и?^^0 оказались на грани
Чтобы Максимально изолировать испытуемых мл nuv
через трое-четверо су₽ток
определенный Хр^сХаз^Т что* °П“ТОВ Же праАставлялн
мые принимали участие в работе и был ТСХ случаях' когАа испытуе-
опытов, они знаХХХХХрИе„Х^
ся н“ебХ^:Тп=:ХГно?,КТ01> а" ™ «ЗУ—-
рые могут иметь место в космически ТСМ реалДным условиям, кото-
условиям и должны проводиться тренировки космона™™0 К ЭТИМ
камерах. Испытание в сурдокамере позволяв В В Сурдо'
но—скук, «прочность» человека, уровень™™0 дух^ГпРХ'
пер№о^ХаХжа^мХХ^жк™еХ’тсТоттогХИТеЛЬН°
с“м экзаменом11 И вХ™ с™^0''6'™' У™“° -Р^яетоя
твердо верил в светл™ нель “ П₽И этом' что6ы ’“ '■-"■■к
бУАет чУвс₽твоватосХ^уХЬо:^ХМОГО Т°™ нв
всего в
может быть, даже годы 2рХее всего » tZ., Z.X. "ТЧЬ1'
принимать участие несколько человек. В связи г УАеТ
проблемы комплектования экипажа космического копабляВ<гтНИКаЮТ
подбора коллектива должен бытв научно Хенован ЖитеТекая
204
практика показывает, что не всегда любые два-три человека могут,
так сказать^ хорошо сочетаться друг с другом. Специалисты в области
космической медицины стараются решать эту проблему, исходя из
правильных теоретических предпосылок, с помощью объективных ме¬
тодов исследования.
Здесь нашим ученым помогут специальные коллективные сурдока¬
меры (как тренажеры длительного пребывания экипажа), которые
при подготовке продолжительных космических полетов будут исполь¬
зованы для подбора экипажа.
Естественно, что в подобном случае проблема одиночества сни¬
мается с самого начала. Но встает не менее важная проблема пси¬
хологии человека в условиях длительного существования в неболь¬
шом коллективе.
О том, что космическая психология уже имеет определенные
успехи в области подбора экипажа многоместных кораблей, свиде¬
тельствует полет корабля «Восход-1», на котором экипаж из трех че¬
ловек, различных по специальности, отличающихся по возрасту, ра¬
ботал четко на протяжении всего трудного полета, представлял со¬
бой единый, крепко спаянный коллектив советских людей.
Эта проблема более серьезна, чем может показаться на первый
взгляд. ОТенри в своей новелле «Справочник Гименея» полушутливо
утверждал: «Если вы хотите поощрять ремесло человекоубийства,
заприте на месяц двух человек в хижине восемнадцать на двадцать
футов. Человеческая натура этого не выдержит». Так ли это?
Представление об антагонизме людей, находящихся вместе дли¬
тельное время, возникло, видимо, потому, что люди никогда еще не
подбирались с учетом их психологической и биологической совмест¬
ности. Ведь каждый человек обладает своими индивидуальными осо¬
бенностями. И если человек в космическом полете будет принужден
длительное время находиться с теми, кто имеет резко отличные от
него особенности характера, темперамент, интересы, эти различия
могут выступить в роли условия, определяющего их отношения.
Понимание психологических условий при создании крепкого кол¬
лектива явится для ученых основой правильного подбора членов эки¬
пажей космических кораблей будущего.
Научные работы, которые будут проведены в области отбора,
комплектования, подготовки и тренировки экипажей для многомест¬
ных кораблей, и полученные данные в этой области послужат станов¬
лению и развитию новой отрасли знаний — групповой психологии.
В недалеком будущем групповая психология обогатит нас новыми
решениями и открытиями.
Что же касается основных задач инженерной психологии косми¬
ческого полета, то они сводятся к следующим.
Первая задача. Изучение психофизиологических возможностей
человека при взаимодействии с системой управления кораблем и его
205
оборудованием. Это достигается путем изучения возможностей кос¬
монавта по приему и переработке информации, поступающей к нему
через различные анализаторы. Сюда же входит определение объема,
скорости и эффективности восприятия информации, объема непо¬
средственной и долговременной памяти, а также определение на¬
дежности и эффективности действий по управлению различными
системами, изучение возможностей облегчения работы космонавта
за счет передачи отдельных функций автоматическим устройствам
и т. п.
Анализ деятельности космонавта при управлении различными
системами корабля позволяет обосновать психофизиологические и
технические требования к различным элементам корабля и системе
управления в целом, помогает выбрать наилучший вариант распре¬
деления функций управления между космонавтом и автоматическими
устройствами.
Для того чтобы разработать аналитические методы расчета ус¬
тройств индикации на космических кораблях, необходимо выяснить
предельный объем информации, доступный для восприятия в еди¬
ницу времени, а также разработать методы количественного опре¬
деления информации, поступающей к космонавту при управлении
кораблем.
Вторая задача непосредственно вытекает из первой и состоит в
разработке требований к различным системам, позволяющим 1ювы-
сить скорость восприятия информации космонавтом. Сюда же входит
изыскание таких способов индикации, которые требуют минимальной
частоты обращения к показаниям приборов без существенной поте¬
ри информации. Это может быть достигнуто за счет рационального
АВТОМАТ НЕ ЗАМЕНИТ ЧЕЛОВЕКА
Необходимость участия человека в космическом полете связана с тем,
что никакая автоматическая система не может полностью заменить человека
в процессе освоения космоса. Любое автоматическое устройство способно
исследовать только такие явления, о которых человек, настраивающий это
устройство и задающий программу его работы, имеет уже известное пред¬
ставление. Кроме того, автоматика может реагировать с достаточной ско¬
ростью лишь на совокупность условий, более или менее близких к неко¬
торому стандарту. Только человек может принять правильное решение в
заранее не предусмотренных обстоятельствах, только человек может в пол¬
ной мере использовать открывающиеся в процессе космического полета
возможности научных наблюдений и исследований.
206
размещения индикаторов, выбора размеров табло, шкал и т. п. и осо¬
бенно за счет повышения степени автоматизации системы управления.
Третья задача. Рационализация ручного управления системами
космического корабля, включающая в себя изыскание наилучших
форм и размеров ручек, определение усилий, направления и объема
движений, а также выбор взаимного расположения рычагов и ручек в
зависимости от их функционального назначения. Заслуживает вни¬
мания предложение о применении клавишного управления, управле¬
ния с помощью речевых сигналов, а в дальнейшем и с помощью био¬
электрических импульсов.
Четвертая задача. Выбор и оборудование рабочего места космо¬
навта. Важное место в исследованиях принадлежит определению гео¬
метрических параметров рабочего места космонавта в кабинах косми¬
ческих кораблей различного назначения, изысканию рациональной
компоновки и цветового оформления кабин, созданию наилучших
систем внутреннего и внешнего освещения, а также наиболее целесо¬
образного расположения приборных щитов и пультов управления. За¬
служивает внимания предложение о применении мерцающего света,
особенно в условиях длительных космических полетов.
Пятая задача. Разработка средств тренировки членов экипажа к
профессиональной деятельности в экстремальных условиях космиче¬
ского полета. Выполнение этой задачи предполагает совместную ра¬
боту специалистов инженерной психологии со специалистами кос¬
мической психологии, изучающими вопросы отбора и тренировки
членов экипажей космических кораблей.
До сих пор мы рассматривали влияние условий космического по¬
лета на психику человека и характер работы человека при управ¬
лении кораблем несколько абстрактно. Мы говорили о человеке во¬
обще. Между тем советский человек полетит на другие планеты не
ради денег и славы, не ради захвата чужих территорий и создания
новых ракетных баз, а ради высокой цели познания неизведанных
тайн космоса, ради блага людей на Земле. Он будет считать честью,
что полет доверили именно ему — человеку Советской страны.
А когда человек верит в правоту и великий смысл своего дела,
даже общие, казалось бы, бесспорные законы человеческой психоло¬
гии раскроются с совершенно неожиданной стороны. Вспомните Ни¬
колая Кибальчича, четверку отважных советских солдат, унесенных
штормом в океан, давших всему миру пример мужества и товарище¬
ства, и, наконец, Юрия Алексеевича Гагарина—первого в истории че¬
ловечества космонавта.
Советские люди не раз являли всему миру примеры отваги и ге¬
роизма в выполнении задач, порученных им Родиной. И все же под¬
виг Юрия Гагарина — первого человека, устремившегося в космос,
исключителен. Дело не только в риске — он^ конечно, остается и сей¬
час, несмотря на самую тщательную отработку всей техники. Дело
207
в абсолютной новизне, необычности условий полета, новизне не толь¬
ко для данного человека, но и для любого человека, для человечества
в целом.
Ему одному было нужно выносить это страшное напряжение и
сохраняя полную ясность сознания, правильно ориентироваться и
действовать в полете.
Ив то же время он был не один. Огромный коллектив готовил его
® ”yTb’ Множество специалистов внимательно следили за каждым
новением полета. Надежные, многократно перекрывающие друг
друга системы управления кораблем, системы спасения обеспечивали
оезопасность полета и спуска.
Подвиг Юрия Гагарина, Алексея Леонова, впервые выптрд.тттргп
в открытый космос, и других советских летчиков-космонавтов, так
ж:е как и великий труд множества советских ученых, инженеров
рабочих, подготовивших и обеспечивших эти полеты, навсегда оста¬
нется в истории нашей планеты. А
_SAHaKO Не слеАует Думать, что для завоевания и «обживания» кос-
жрт гТНЫ какие’то особые люди, «супермены». Космонавтом мо¬
жет стать человек, обладающий устойчивой нервной системой, спо¬
койным, уравновешенным характером и способностью быстро и поа-
^ьно реагиРовать в сложных и неожиданных обстановках, а также
противостоять всевозможным помехам и выполнять при всех условиях
свою работу разумно, правильно и точно.
rnJ заключение следует подчеркнуть, что исследование влияния мно¬
гообразных факторов космического полета на высшую нервную дея¬
тельность человека, исследования в области космической и инженео-
ногти Сл^Л°ГИИ направлены на обеспечение высокой работоспособ¬
ности людей в необычных условиях космического полета.
сг.охт УДУЩем эти исследования позволят обеспечить эффективное ос-
летах6 космического пространства при дальних межпланетных по-
* xvS JL Cl Л. •
В. И. ЛЕВАНТОВСКИЙ,
физик
СТАРТ
С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
ОРБИТЫ
12 февраля 1961 г. был впервые осуществлен специфический кос¬
мический маневр — старт космической ракеты с борта искусствен¬
ного спутника Земли. В этот день с околоземной орбиты в сторону
Венеры была запущена советская автоматическая межпланетная стан¬
ция. Впоследствии старт с борта спутников производился неодно¬
кратно при запусках как советских, так и американских космических
ракет-
Какую цель преследует этот довольно сложный космический ма¬
невр? Какие перспективы открывает он в будущем?
Представим себе мысленно, что в нашем распоряжении две ра¬
кеты-носителя. Первая из них сообщает космическому аппарату на
определенной высоте над Землей некоторую вертикальную началь¬
ную скорость и тем самым выводит его на вертикальную прямоли¬
нейную траекторию. Другая — сообщает космическому аппарату той
же массы на той же высоте скорость такой же величины, но в го¬
ризонтальном направлении. Какая ракета должна быть более мощной?
На первый взгляд может показаться, что мощность обеих ракет
должна быть одинаковой, но это неверно. Если бы разгон ракеты про¬
исходил в так называемом свободном пространстве, в котором не дей¬
209
ствовали бы никакие силы, кроме силы тяги, то приобретенная раке¬
той начальная скорость просто равнялась бы идеальной скорости, вы¬
числяемой по формуле Циолковского. Но действие силы притяже¬
ния Земли, а также сопротивление атмосферы приводят к так называ¬
емым гравитационным потерям и потерям на сопротивление. Ракета
должна компенсировать эти потери дополнительной затратой
топлива, и в результате фактическая скорость всегда оказывается
меньше идеальной.
Величина потерь существенно зависит от формы активного участка
траектории. Обычно ракета стартует вертикально, чтобы быстрее
пройти плотные слои атмосферы и тем самым уменьшить потери на
сопротивление. На высоте нескольких десятков километров ракета
отклоняется от вертикального курса и постепенно переходит к раз¬
гону в горизонтальном направлении.
В первом случае сила притяжения Земли направлена противопо¬
ложно движению и приводит к большим гравитационным потерям
скорости. Во втором же случае сила притяжения действует поперек
движения, и гравитационные потери значительно меньше. Поэтому'
если мы хотим достичь одной и той же скорости, то первая из двух
наших воображаемых ракет должна иметь больший стартовый вес,
чем вторая. Если же мы располагаем одинаковыми ракетами, то для
достижения одной и той же скорости нам придется пожертвовать
значительной частью полезной нагрузки второй ракеты.
Вот почему в астронавтике всегда стараются по возможности из¬
бегать вертикальных и близких к ним траекторий и предпочитают
этим траекториям те, которые начинаются если не совсем горизон¬
тально, то все-таки достаточно полого. Для астронавтики это очень
важное обстоятельство, так как при нынешнем уровне развития ра¬
кетной техники потерями скорости никак нельзя пренебрегать.
Если при запуске искусственных спутников Земли всегда возмо¬
жен (и необходим) пологий разгон, то при полете к Луне и планетам
дело обстоит гораздо сложнее.
Рассмотрим сначала траектории полетов в сторону Луны. Эти тра¬
ектории могут быть всевозможными эллипсами, параболами и гипер¬
болами, касающимися орбиты Луны или пересекающими ее, а также
радиальными прямыми.
Любая из траекторий лежит в плоскости, которая проходит через
начальную точку, центр Земли и точку-цель на лунной орбите. Наи¬
более выгодны траектории, лежащие в плоскости лунной орбиты.
Они, в частности, предъявляют сравнительно небольшие требования к
точности наведения. Но полет по этим траекториям возможен лишь
в том случае, если сам космодром расположен в плоскости орбиты
Луны.
Если бы орбита Луны проходила над земными полюсами, то в те¬
чение суток любой пункт земного шара дважды оказывался бы в ее
210
Ц Условия полета к Луне и старт с промежуточной орбиты.
плоскости. Но в действительности плоскость орбиты Луны наклоне¬
на к земному экватору на угол, который медленно (за 9,3 года) уве¬
личивается от 18°18' (так было, например, в I960 г.) до 28°36' (так
будет в 1969 г.) и затем снова уменьшается. Таким образом, полет по
траекториям, лежащим в плоскости лунной орбиты, возможен только
при старте в зоне, близкой к экватору. При этом в течение суток все¬
211
гда может быть выбран момент, подходящий для выхода на выбран¬
ную траекторию.
Самый южный пункт Советского Союза расположен примерно
под 35 северной широты. В связи с этим полеты к Ауне с территории
нашей страны могут происходить лишь в плоскостях, сильно накло¬
ненных к плоскости лунной орбиты. Но и в этих плоскостях не вся¬
кая траектория осуществима. Невозможен, например, полет ни по
радиальной траектории, ни по так называемой полуэллиптической,
представляющей собой половину эллипса, проходимого от перигея,
лежащего вблизи Земли, до апогея, находящегося на орбите Луны.
Первая траектория невозможна ввиду того, что над нашей страной
Луна никогда не оказывается в зените, а вторая — оттого, что Луна
не бывает и в надире, т. е. в точке диаметрально противоположной
зениту. Наконец, из-за того, что ось Земли не перпендикулярна к
плоскости орбиты Луны, различные точки этой орбиты оказываются
неравноправными.
Пусть, для наглядности, полет к Луне происходит в плоскости,
проходящей через ось Земли. Предположим, что наша цель — достичь
ФОРМА ЗЕМЛИ И ТРАЕКТОРИИ СПУТНИКОВ
Если бы Земля была идеально правильным шаром, состоящим из одно¬
родного материала, то и плоскость орбиты спутника не меняла бы своего
положения относительно звезд. В этом случае направление движения кос¬
мического корабля в пространстве оставалось бы неизменным, а земной
шар равномерно поворачивался относительно орбиты. В действительности
же наша планета имеет неправильную форму: она довольно сильно сплюс¬
нута у полюсов и несколько слабее поперек экватора. Кроме того, вещество
в недрах Земли распределено неодинаково. В одних местах имеются внут¬
ренние пустоты, в других высятся гигантские горные хребты, в одних
районах земная кора сложена из легких вулканических пород, в других
залегают тяжелые руды.
Все это, вместе взятое, приводит к тому, что для плоскости орбиты,
наклоненной к экватору под утлом около 65° и отстоящей в апогее на не¬
сколько сот километров от земной поверхности, подобный поворот планеты
составляет долю градуса за каждый оборот спутника. Таким образом, при
длительных орбитальных полетах, состоящих из достаточно большого числа
витков, этот эффект также небходимо учитывать.
Изменения орбиты искусственных спутников надо было принять во вни¬
мание и при осуществлении первого группового полета советских космиче¬
ских кораблей. Только при этом условии можно было вывести второй ко¬
рабль на орбиту таким образом, чтобы он двигался на близком расстоянии
от первого.
212
Луны в точке А\ (см. рис. а) — самой южной точке ее орбиты (при
«минимальном склонении» Луны). Стартовая площадка в течение су¬
ток перемещается по своей параллели. Лучше всего сообщить кос¬
мическому аппарату начальную скорость в точке А, когда «угловая
дальность» (угол АОА\) будет наибольшей, так как при этом началь¬
ная скорость сможет иметь направление, близкое к горизонтальному
(траектория 1). В точке же В траектория 2 сближения с Луной круто
наклонена к горизонту, и выход на нее требует дополнительных
затрат топлива.
Обратимся теперь к другому крайнему случаю (см. рис. б). Выбе¬
рем в качестве цели самую северную точку Az лунной орбиты, куда
Луна приходит из точки Ai через две недели (период обращения
Луны вокруг Земли равен 27,3 суток). В этом случае начальную ско¬
рость выгоднее сообщить в точке В, когда угловая дальность (угол
ВОЛ2) будет максимальной. Но хотя в этой точке скорость и будет
менее наклонена к горизонту, чем в точке А, наклон ее будет все
же слишком крутым.
Итак, из четырех траекторий, изображенных на рисунках а и б,
наиболее выгодной является траектория 1, допускающая пологий
разгон ракеты до необходимой начальной скорости. Такой разгон
приводит к минимальным гравитационным потерям.
Выходит, что при стартовой площадке, расположенной в северном
полушарии, наиболее выгодной целью является самый южный учас¬
ток лунной орбиты. При старте из южного полушария, наоборот, не¬
обходимо целиться в северный участок орбиты Луны.
При ограниченных мощностях ракет старт к Луне оказывается
поэтому возможным в интервале продолжительностью около недели в
течение каждого сидерического месяца (27,3 суток). В остальное время
ракета-носитель должна совершить крутой разгон, приводящий к
большим гравитационным потерям, а следовательно, и к значитель¬
ному уменьшению полезной нагрузки. Вопреки распространенным в
популярной литературе утверждениям, период, благоприятный, с точ¬
ки зрения величины начальной скорости, для полета к Луне, не свя¬
зан ни с изменением расстояния до Луны (орбита Луны — эллипс), ни
с влиянием притяжения Солнца*.
Следует отметить, что США, с точки зрения благоприятного пе¬
риода, находятся в лучших условиях, чем Советский Союз, так как
их стартовые площадки расположены южнее. Это увеличивает угло¬
вую дальность полета и расширяет благоприятный для полета период.
В 1969 г. наклон лунной орбиты к экватору сравняется с географи-
* Момент старта может быть обусловлен определенным взаимным рас¬
положением Земли, Луны и Солнца, но в связи с совсем иными соображе¬
ниями — условиями освещенности лунной поверхности, удобствами работы
системы ориентации (если, как у американских аппаратов «Рейнджер»,
ориентация осуществляется на солнечный свет) и т. п.
213
ческой широтой американского космодрома на мысе Кеннеди, и для
США в принципе станет возможным полет в плоскости орбиты Луны.
Старт с орбиты спутника Земли позволяет, однако, преодолеть не¬
удобства географического расположения. Даже в самый неблагопри¬
ятный период, когда Луна находится в точке Л2 (см. рис. в на
стр. 211), ее можно достичь по выгодной траектории 5, не отличаю¬
щейся от траектории 1 на рис. а. Для этого начальная скорость долж¬
на сообщаться в точке С, выбираемой так, чтобы угловая дальность
была прежней (угол СОЛ2 примерно равен углу АОЛ1). Нужно в
точке В, или в точке А, или другой какой-либо точке (с другого кос¬
модрома) выйти на промежуточную орбиту спутника Земли и за¬
тем, когда спутник достигнет точки С, стартовать с него, как с под¬
вижного космодрома, на траекторию 5. Таким образом, один крутой
разгон при выходе на траекторию 3 (рис. б) заменяется двумя поло¬
гими разгонами: один — при выходе на промежуточную орбиту, дру-
г°й при дополнении скорости спутника до необходимой началь¬
ной скорости в точке С.
В 1959 г. запуски всех^трех советских космических ракет в сторо¬
ну Луны производились без использования промежуточной орбиты в
периоды, когда Луна находилась вблизи южного участка своей орбиты.
214
Так же производились и запуски американских космических аппара-
тов «Пионер-1» г «Пионер-Ш», «Пионер-1 V». Советская автоматическая
межпланетная станция «Луна-4», стартовавшая в 1963 г., и все аме¬
риканские аппараты серии «Рейнджер» запускались в сторону Луны
с использованием промежуточной орбиты спутника Земли.
Обратимся теперь к межпланетным полетам.
После выхода космического аппарата из сферы действия Земли
его движение относительно Солнца определяется практически одним
лишь солнечным притяжением. Начальная скорость этого движения
получается в результате векторного сложения (по «правилу парал¬
лелограмма») скорости Земли со скоростью, с которой двигавшийся
относительно Земли космический аппарат вышел на границу сферы
действия. Если скорость выхода относительно Земли направлена в ту
же сторону, что и скорость Земли, то начальная скорость движения
относительно Солнца превысит скорость Земли и траектория полета
вытянется в сторону орбит внешних планет (Марса, Юпитера и др.).
В противоположном случае космический аппарат, как бы сорвавшись
с орбиты Земли, направится в сторону Венеры или Меркурия.
Очень важно, чтобы скорость выхода космического аппарата к
границе сферы действия была точно выдержана по величине и на¬
правлению. Но в какой именно точке будет пересечена граница,
несущественно: слишком велики межпланетные расстояния.
Существует бесчисленное количество гиперболических траекторий
и одна прямолинейная (вертикальная), двигаясь по которым косми¬
ческий аппарат пересечет границу сферы действия в заданном на¬
правлении с заданной скоростью относительно Земли (см. рис. на
странице 214). Примечательно, что все они требуют одной и той же
величины начальной скорости (если эта скорость сообщается на од¬
ной и той же высоте). Однако самой выгодной траекторией, как мы
знаем, является траектория с пологим начальным участком.
Использование пологой траектории может оказаться невозможным
вследствие невыгодного географического положения космодрома. На¬
пример, при старте из точки А приходится пользоваться крутой траек¬
торией 1. В этом случае выгодно вывести космический аппарат пред¬
варительно на орбиту спутника Земли. Когда спутник достигнет за¬
ранее намеченной точки В, с его борта должна стартовать ракета,
которая выведет космический аппарат на траекторию 2 — гипер-
болу с вершиной (перигеем) вблизи точки В. Таким образом, кру-
той разгон а заменяется двумя пологими разгонами — Ь и с.'
Очевидно, можно вывести спутник на ту же промежуточную ор¬
биту, но в противоположном направлении. Тогда полет до границы
сферы действия Земли будет происходить по траектории 3, на кото-
рую космический аппарат будет выводиться в точке N.
216
Наконец, при старте из точек, не лежащих в плоскости чертежа,
можно использовать круговые промежуточные орбиты, также не ле¬
жащие в этой плоскости. Плоскость каждой из этих орбит должна
проходить через вертикаль 4. Тогда мы получим бесчисленное коли¬
чество гиперболических траекторий, по которым космический аппа¬
рат после старта с борта спутника может быть выведен с одинаковы¬
ми векторами скорости к границе сферы действия Земли. Все эти тра¬
ектории лежат на поверхности вращения (см. рис. на странице 215),
ось которой совпадает с самой невыгодной траекторией 4 предыду¬
щего рисунка. Вблизи границы сферы действия Земли, где гиперболы
все более распрямляются, эта поверхность является почти цилиндри¬
ческой.
На границе сферы действия поверхность гиперболических тра¬
екторий вырезает окружность, в любой из точек которой космиче¬
ский аппарат может покинуть сферу действия Земли с одной и той
же по величине и направлению скоростью выхода. Дальнейшее дви¬
жение при этом происходит по одинаковым траекториям.
На другом конце поверхности находится окружность (назовем ее
«окружностью орбитальных стартов»), в любой из точек которой кос¬
мический аппарат может стартовать с борта спутника и направиться
217
Разные случаи географического расположения
окружности наземных стартов.
к границе сферы действия. Плоскость этой окружности перпендику¬
лярна плоскости чертежа на рисунке (стр. 214); окружность прохо¬
дит через точки В и N. Размер окружности орбитальных стартов за¬
висит только от величины выходной скорости и высоты промежуточ¬
ной круговой орбиты.
Для случая полета к Марсу с минимальной скоростью проекция
окружности минимальных стартов на земную поверхность не превы¬
шает периметра Индийского океана*. С увеличением скорости отлета
размер этой проекции увеличивается.
До сих пор мы в наших рассуждениях полностью игнорировали'
суточное вращение Земли. Между тем, благодаря ему космодром,
старт с которого в какой-то момент времени не мог обеспечить поло¬
гую траекторию разгона, в другой момент суток может оказаться в
точке, положение которой может позволить подобный разгон-
Если бы, например, космодром оказался в точке К или в точке М
(рис. на стр. 214), то выход на промежуточную орбиту был бы не ну-
жен, так как оказался бы возможен выход на траекторию 2 (в точ¬
ке В) или на траекторию 3 (в точке N) по показанным на рисунке
пунктиром участкам выведения (КВ и M.N). Если предположить все
участки выведения одинаковой длины, то нетрудно сообразить, что
точки земной поверхности, из которых может быть выведен космиче¬
ский аппарат на пологую траекторию непосредственно (без периода
* Точнее: полный угол BON раствора конуса с вершиной в центре Зем¬
ли, опирающегося на окружность орбитальных стартов, равен 58°. Это
значение получено с помощью простой формулы, вытекающей из формул
небесной механики, а именно
Здесь а — половина угла раствора (рис. на стр. 214), Икр —скорость спут¬
ника на промежуточной круговой орбите, Ивых — скорость (относительно
Земли) выхода космического аппарата из сферы действия Земли.
218
пассивного орбитального полета), располагаются на некоторой окруж¬
ности, проходящей через точки К и М. Назовем ее условно «окруж¬
ностью наземных стартов». Очевидно, эта окружность меньше про¬
ходящей через точки Bz и N' проекции окружности орбитальных
стартов (В' и N'— проекции точек В и N на земную поверхность).
Центр этой окружности лежит на оси поверхности гиперболических
траекторий.
Изображенная на стр. 215 геометрическая картина (совокупность
поверхности гиперболических траекторий, окружности орбитальных
стартов, ее проекции, окружности наземных стартов) ориентирована
каким-то образом в мировом пространстве, а именно так, что ось
поверхности гиперболических траекторий параллельна направлению
вектора скорости выхода из сферы действия Земли. Эта ориентация
зависит от взаимного расположения Солнца, Земли и планеты назна¬
чения и потому в течение нескольких суток почти не изменяется.
Между тем Земля успевает за сутки сделать один оборот вокруг сво¬
ей оси, и определенные точки ее поверхности за это время могут
дважды пересечь окружность наземных стартов. В каждый из этих
моментов может быть осуществлен вывод на необходимую траекто¬
рию без использования промежуточной орбиты. Но поскольку окруж¬
ность наземных стартов меньше проекции окружности орбитальных
стартов, а последняя заведомо меньше большого круга земной сферы,
то существуют обширные районы, ни одна точка которых в течение
суток даже не коснется окружности наземных стартов, а некото¬
рые точки и близко к этой окружности не подойдут.
При старте с космодромов, расположенных в этих районах, не¬
обходимо использовать промежуточную орбиту, если только мы хо¬
тим избежать больших гравитационных потерь. Для конкретного кос-
Области земной поверхности (заштрихованы), откуда возможен старт к Марсу
без выхода на промежуточную орбиту, если это позволяет расположение планет.
219
модрома в каждый момент суток будет пригодна определенная про¬
межуточная орбита.
На рисунке (а) на 218 странице для некоторого расположения
окружности наземных стартов штриховкой показана зона земной по¬
верхности, в которой возможны пологие разгоны без выхода на про¬
межуточную орбиту (пунктиром показана ось поверхности гипербо¬
лических траекторий). Рисунок (б) соответствует частному случаю,
не имеющему, вообще говоря, большого практического интереса, ког¬
да окружность наземных стартов охватывает один из полюсов. На
рисунке (в) изображен еще более частный случай, когда окружность
наземных стартов совпадает с географической параллелью. При этом
пологий разгон без выхода на промежуточную орбиту возможен
только для точек данной параллели. (Мы здесь не входим в обсуж¬
дение вопроса о том, для каких целей исследования мирового про¬
странства может понадобиться, чтобы геоцентрическая скорость вы¬
хода из сферы действия Земли была направлена в сторону, противо¬
положную направлению на Полярную звезду, как это изображено
на рисунке (в).
Рассмотрим конкретный вопрос о географических условиях старта
к Марсу. Очевидно, окружность наземных стартов, соответствующая
полетам к Марсу, должна быть расположена на тыльной стороне Зем¬
ли (по отношению к ее движению вокруг Солнца), в стороне, противо¬
положной желаемому направлению выхода из сферы действия Земли.
Как показывает рисунок на странице 219, зимой и летом (с точки
зрения жителя северного полушария) центр этой окружности должен
лежать вблизи экватора, весной — примерно на северном тропике,
а осенью вблизи южного тропика. Поскольку радиус окружности
наземных стартов при полете к Марсу с минимальной скоростью
заведомо меньше 30°, старт с территории Советского Союза, самый
южный пункт которого расположен под 35° северной широты, удоб¬
нее всего совершать весной в те моменты, когда вследствие су¬
точного вращения Земли космодром пёресекает указанную окруж¬
ность. Но, как известно, полеты на Марс могут происходить не
всегда, а в течение промежутков времени, продолжающихся при¬
мерно 1—2 месяца и периодически повторяющихся в среднем через
26 месяцев. Это происходит оттого, что для осуществления старта
к Марсу необходимо определенное взаимное расположение Земли
и Марса относительно Солнца. По несчастью, все благоприятные,
с точки зрения расположения Земли и Марса, периоды до 1971 г.
падают на осень и зиму, что делает необходимым предваритель¬
ный выход на промежуточную орбиту. Американский космодром
на мысе Кеннеди находится в несколько лучшем положении. Лучше
всего, как показывает рисунок, обстоит дело в течение всего
этого времени в южном полушарии. Однако в марте в 1971 г. и в
220
последующий благоприятный для полета к Марсу период делается
возможным старт из сравнительно обширных районов северного по¬
лушария без выхода на промежуточную орбиту, а южное полушарие
Земли уже оказывается в худшем положении.
При полетах к Венере окружность наземных стартов должна рас¬
полагаться на полушарии Земли, «смотрящем вперед», в направлении
движения Земли (так как выход из сферы действия Земли должен про¬
исходить в противоположном направлении). Старт без выхода на про¬
межуточную орбиту делается поэтому возможным для пунктов се¬
верного полушария (разумеется, не для всех) осенью.
Старт с промежуточной орбиты использовался во всех без исклю¬
чения запусках советских и американских ракет в сторону Венеры и
Марса.
Описанный маневр представляет собой, по существу, своеобразную
форму разгона, когда начальный активный участок разбивается на
два, разделенные пассивным полетом по орбите спутника. Цель его —
преодоление невыгод географического положения стартовой площад¬
ки, максимальное уменьшение гравитационных потерь и (в случае по¬
летов к Луне) освобождение от ограничений, связанных с выбором
момента старта.
От этого маневра следует отличать старт с орбитальной станции,
предложенный основоположником космонавтики К. Э. Циолковским.
Такой старт связан с обязательным сближением на орбите двух и
более космических ракет с последующей заправкой топливом одной
из них или даже с монтажом в бездне космоса нового космического
корабля. Этот маневр еще никогда не применялся на практике. Он
понадобится в будущем, когда космические корабли с более или ме¬
нее многочисленными экипажами направятся на Луну и планеты
Солнечной системы.
В. Н. КОМАРОВ,
астроном
КОГДА ИЗМЕНЯЕТСЯ
ВЕС
Успешное освоение космического пространства, запуск советских
спутников, ракет и космических кораблей, полеты одиннадцати со¬
ветских космонавтов на кораблях «Восток» и «Восход», открывшие
путь в космос человеку, поставили на повестку дня изучение физи¬
ческих условий, возникающих внутри ракеты на различных этапах
космического полета.
Условия существования человека на поверхности Земли опреде-
ляются не только наличием воздуха, атмосферного давления и опре¬
деленных температур, но и характером проявления механических сил.
При этом главную роль играют два обстоятельства: отсутствие за¬
метных изменений скорости — ускорений — в движении точек земной
поверхности и наличие веса у всех «наземных» тел.
Вес на Земле связан с действием сил тяготения. Наша планета при¬
тягивает к себе все предметы и заставляет их оказывать давление на
свои опоры. Сила этого давления и есть вес любого тела.
Отсутствие ощутимых ускорений связано с особенностями движе¬
ния Земли в мировом пространстве. Вместе с нашей планетой мы
участвуем в двух основных ее движениях: суточном вращении вокруг
собственной оси и годовом обращении вокруг Солнца.
222
Однако эти движения происходят настолько плавно и на каждом
отдельном участке для любой точки земной поверхности столь не¬
значительно отличаются от прямолинейного, что возникающие при
этом ускорения практически неощутимы. И хотя мы мчимся вместе
с Землей вокруг Солнца со скоростью 30 км.1сек, а вместе с Солнеч¬
ной системой вокруг центра Галактики с чудовищной скоростью около
230 км!сек, мы этого не ощущаем, так как организм человека совер¬
шенно нечувствителен к скорости равномерного движения.
Под действием ускорений
На Земле человек, как уже было отмечено выше, с некоторой си¬
лой давит на ее поверхность. В свою очередь, согласно третьему зако-
ну механики, и поверхность Земли давит на человека снизу вверх
точно с такой же силой. Эта сила «противодействия» называется ре¬
акцией опоры. Силы действия и противодействия всегда приложены
к разным телам. В частности, в рассматриваемом нами случае сила
веса приложена к опоре, а реакция опоры — к самому телу.
При космическом полете положение существенным образом ме¬
няется. На активных участках, когда ракета движется с ускорением,
давление опоры на тело возрастает во столько же раз, во сколько
фактическое ускорение ракеты превышает ускорение свободного па¬
дения, равное 9,81 м!сек2. Другими словами, на ускоренном участке
движения возрастает реакция опоры. Но при этом в соответствии с
третьим законом механики во столько же раз увеличивается и вес.
Отношение фактического веса данного тела к его нормальному ве¬
су в условиях Земли получило название перегрузки. Для человека,
находящегося на поверхности Земли, перегрузка равна, таким обра¬
зом, единице. К действию этой постоянной перегрузки человеческий
организм приспособился, и мы ее просто не замечаем.
Физическая сущность явления перегрузки заключается в том, что
не все точки движущегося тела получают ускорение одновременно.
Действующая на систему сила, например сила тяги ракетного дви¬
гателя, приложена в этом случае к сравнительно небольшой части
поверхности тела. Остальные же материальные точки тела получают
ускорение с некоторым запозданием через деформацию. Другими
словами, тело как бы сплющивается, прижимается к опоре.
С действием перегрузок встречаются пилоты современных реак¬
тивных самолетов. При выполнении некоторых фигур высшего пило¬
тажа, например при выходе из пикирования, они в течение непро¬
должительного времени подвергаются примерно восьмикратным пе¬
регрузкам. В этом случае фактический вес летчика достигает при¬
мерно полу тонны.
Известный летчик-испытатель, американец Джимми Коллинз рас-
223
сказывает: «Огромное невидимое чудовище вдавливало мою голову в
плечи и так прижимало меня к сиденью, что мой позвоночник сги¬
бался и я стонал под этой тяжестью. Кровь отлила от головы В гла¬
зах потемнело... У меня страшно кружилась голова... Сердце стучало
как пневматический молот...» у
Наблюдения показывают, что здоровый человек без предваритель¬
ной тренировки способен переносить без вреда для себя четырех¬
пятикратную перегрузку в течение нескольких минут. При мгновен¬
ном действии, в тех случаях, когда продолжительность перегрузки
не превышает одной десятой секунды, человек может перенести два-
дцатикратные и даже еще большие перегрузки.
в современной ракетной технике существует своеобразное проти¬
воречие между требованиями инженеров и врачей. С технической
точки зрения наиболее выгодно, чтобы разгон ракеты до заданной
скорости осуществлялся в течение как можно более короткого про¬
межутка времени и, следовательно, с большим ускорением Это
дает значительную экономию топлива. С медико-биологической точки
зрения разгон должен быть как можно более длительным, так как
в этом случае космонавт будет подвергаться воздействию меньших
перегрузок.
ПРИ современном состоянии ракетной техники это противоречие
нмт°лТЯ разрешать в пользу инженеров. Американский космо-
nlnernv™tH ШеПарА на Участке торможения подвергся 11-кратной
ли ^временем, бесспорно, будут созданы такие космические кораб¬
ли, которые смогут набирать скорость постепенно, с небольшим ус¬
корением. Перегрузка в этом корабле будет невелика, и полет в нем
лпМПОТРебУйТ специальной подготовки. Но в настоящее время необхо-
^уСТ₽.Хй7»КЛвСПеЦИаЛЬНЬ“ МЩ™Х «ер. способных увеличить
допустимый для человека предел перегрузки.
Многочисленные экспериментальные исследования позволили vc-
висиВтТе тЧоТл°ьФИЗИ°ЛОГИЧеСКОе АеЙСТВИе -Р-РУЗки суХвенно la-
висит не только от ее продолжительности, но и от положения тела.
смепта₽тгТИКаЛЬНОМ положении человека значительная часть крови
смещается в нижнюю половину тела, вызывая нарушение кровоснаб-
?воеш ГвесГтаГкОжГЗГа- ВнуТре«ние в резу^тате увеличения
связок смещаются вниз, вызывая сильное натяжение
Чтобы избежать опасных для организма перегрузок на участках
^°РеННОГО Авижения необходимо располагаться таким образом
лобиооАеИСТВИе перегРУзки было направлено от спины к груди По-
перегоузки°ЖеНИе ПОЗВОЛяет пеРеносить примерно втрое большие
Исходя из этого, кресло космонавта необходимо конструировать
224
таким образом, чтобы обеспечивать в каждый момент полета наиии-
лее выгодное для пилота направление действия перегрузки. Задача,
однако, осложняется тем, что участки разгона и торможения корабля
могут быть криволинейными, и, значит, в это время направление ус¬
корения не будет совпадать с направлением скорости. Следовательно,
кресло космонавта не должно быть жестко закреплено в корабле, а
снабжено автоматическим устройством, способным изменять его по¬
ложение в соответствии с направлением действия ускорения.
На советском многоместном космическом корабле «Восход» для
космонавтов были. сконструированы специальные кресла с ложемен¬
тами, смоделированными по телу космонавтов. Устройство кресел
обеспечивало наиболее выгодное положение тела космонавтов по
отношению к направлению перегрузок как на участке разгона, так7
и на участке спуска и приземления.
Для защиты от перегрузки существует специальный противопере-
грузочный костюм. Он применялся еще до осуществления космиче¬
ских полетов, в реактивной авиации. Костюм состоит из брюк особо¬
го покроя, сшитых из плотной ткани, на внутренней поверхности
которых укреплены надувные резиновые подушки. В момент пере¬
грузки в эти подушки автоматически нагнетается сжатый воздух. Раз¬
дуваясь, подушки обтягивают нижнюю часть тела, как бы выжимая
из нее кровь. Степень давления воздуха в костюме автоматически
регулируется в зависимости от величины перегрузки. Препятствуя
расширению кровеносных сосудов нижних конечностей и проникно¬
вению в них большого количества крови, костюм тем самым не
допускает резкого понижения кровяного давления в сосудах голов¬
ного мозга.
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ОРБИТЫ
При выведении на орбиту космического корабля на характер его дви¬
жения оказывает влияние большое число различных факторов. Недостаточ¬
ная стабильность тяги, создаваемой двигателями, неточности в работе систе¬
мы автоматического управления, отклонения в момент старта и в момент
отделения отработанных ступеней — все это, вместе взятое, неизбежно при¬
водит к тому, что фактическое движение ракеты несколько отличается от
программы полета. Чтобы уменьшить влияние подобных отклонений, надо
из всех возможных вычисленных орбит полета ракеты выбрать такую, кото¬
рая была бы меньше других «чувствительна» к ошибкам. Эта задача, одна-
Выдвигается также предложение в будущем помещать человека,
подвергающегося действию перегрузки, в какую-нибудь жидкость.
Как известно, жидкость обладает свойством передавать произ¬
водимое на нее давление одинаково по всем направлениям. Поэто¬
му плавающий в жидкости человек должен испытывать гораздо бо¬
лее равномерное воздействие перегрузок.
Существуют и более фантастические предложения: погружать
космонавта на время действия перегрузок в состояние глубокого
наркоза или даже в гипнотический сон, поскольку в этих состоя¬
ниях организм менее чувствителен к внешним воздействиям.
Советским ученым удалось разрешить целый ряд проблем, свя¬
занных с защитой космонавта от вредного действия перегрузок.
И все же, несмотря на это, при современном состоянии ракет¬
ной техники успешная борьба с перегрузками во многом зависит от
выносливости и физической подготовки самого космонавта.
Для этого будущий космонавт должен пройти специальный курс
тренировки на центрифуге. Эта установка представляет собой метал¬
лическую стрелу, вращающуюся вокруг вертикальной оси. На конце
стрелы подвешивается специальная кабина с креслом, в котором ре¬
мнями закрепляется тренирующийся. При вращении стрелы развива¬
ются силы, вызывающие перегрузку. В ходе тренировок величина и
продолжительность перегрузок постепенно увеличиваются. Будущий
космонавт не только привыкает пассивно переносить значительные
перегрузки, но и приучается выполнять в условиях перегрузок раз¬
личные действия. Для воспроизведения еще больших перегрузок воз¬
можно применение разнообразных катапультных установок и реак¬
тивных тележек. Тележка движется под действием мощного ракет¬
ного двигателя по прямолинейной системе рельсов с большим уско¬
рением. Испытуемый помещается в особом сиденье и крепится
ремнями. Специальная измерительная аппаратура, в том числе фото-
и киноаппаратура, ведет наблюдение за его состоянием.
ко, сильно усложняется тем обстоятельством, что различные траектории
движения ракеты обладают неодинаковой чувствительностью к разным
ошибкам. Так, орбиты, соответствующие минимальным начальным скоро¬
стям полета, наименее чувствительны к ошибкам по направлению, в то вре¬
мя как ошибки в абсолютной величине начальной скорости меньше всего
сказываются при орбитах, соответствующих большим начальным скоростям.
Как примирить между собой эти прямо противоположные условия? А ведь,
кроме всего прочего, необходимо выбрать такую орбиту, которая была бы
наиболее выгодной в энергетическом отношении, т. е. связана с наименьшим
расходом топлива.
Возникает задача, известная в математике под названием «вариационной
проблемы». Ее решение позволяет ученым выбрать наиболее выгодный во
всех отношениях вариант полета.
226
Сочетание технических средств защиты от перегрузок со специ¬
альной подготовкой летчика-космонавта принесло блестящие плоды
во время полетов советских космических кораблей «Восток». Все на¬
ши космонавты во время вывода космических кораблей на орбиты,
т. е. на участках разгона, а также на участках торможения сохра¬
няли не только ясность сознания, но и полную работоспособность.
Они вели наблюдения, предусмотренные программой полета, и сооб¬
щали их результаты на Землю.
В мире без тяжести
Если с действием перегрузок жителям Земли, хотя и не часто, но
все же приходится встречаться, то с невесомостью они вовсе не¬
знакомы.
Это удивительное состояние наступает после выключения двига¬
телей ракеты, когда и вес и реакция опоры полностью исчезают.
Исчезают и привычные для человека направления верха и низа, а
незакрепленные предметы свободно плавают в воздухе.
Относительно невесомости существует целый ряд неправильных
представлений. Многие думают, что это состояние возникает тогда,
когда космический корабль оказывается в безвоздушном пространст¬
ве. Другие полагают, что невесомость в спутнике Земли получается
потому, что его вес уравновешивается «центробежными силами». Все
это, однако, неправильно.
В физике иногда бывает так, что возникают ожесточенные спорь;
вокруг какого-нибудь вопроса, а по существу идет спор об опреде¬
лении, потому что спорящие стороны по-разному определяют то или
иное понятие. Нечто подобное имеет место и в отношении невесо¬
мости. Неверные представления об этом удивительном состоянии
возникают главным образом потому, что не все ясно представляют
себе, что такое вес.
Мы уже отмечали выше, что вес на Земле связан с действием
силы тяготения. Но некоторые думают, что вес — это и есть та сила,
с которой тело притягивается Землей. Если бы дело обстояло так,
то, например, в космическом корабле, движущемся к Луне, невесо¬
мости не было бы, так как в любой точке орбиты на корабль дейст¬
вовала бы сила земного притяжения. Да и вообще в космосе нельзя
найти такого места, где сила тяготения «равна нулю».
В действительности же вес — это давление, которое производит
тело на свою опору. И это давление может быть вызвано не только
действием силы тяготения, но и другими причинами, например уско¬
рением. Для неподвижного тела, покоящегося на земной поверхно¬
сти, сила притяжения действительно совпадает с силой веса. Но это
только частный случай.
227
При каких же условиях возникает невесомость и вес обращается
в нуль? Это явление связано с тем, что при свободном движении в
космическом пространстве и сама ракета, и всё находящиеся в ней
предметы под действием сил тяготения движутся с одинаковым уско¬
рением. Опора все время как бы уходит из-под тела, и тело не успе¬
вает давить на нее. Но и движение на активных участках под дейст¬
вием ракетного двигателя, и движение под действием сил тяготения
является движением ускоренным. И то и другое происходит под
действием сил. Почему же в одном случае возникает перегрузка, а
в другом — невесомость?
Выше уже отмечалось, что при возникновении перегрузок уско¬
рение сообщается различным точкам тела через деформацию. Другое
дело, когда ракета движется в поле тяготения. В пределах размеров
ракеты поле тяготения практически однородно, а это значит, что на
все частицы ракеты одновременно действуют равные силы. Ведь силы
тяготения принадлежат к числу так называемых массовых сил, т. е.
сил, которые приложены одновременно ко всем точкам рассматривае¬
мой системы.
Благодаря этому все точки ракеты одновременно получают одина¬
ковые ускорения и всякое взаимодействие между ними исчезает. Ис¬
чезают реакции опоры, исчезает давление на опоры, а следовательно,
исчезает вес. Наступает состояние полной невесомости.
Состояние невесомости в космическом корабле было подробно
описано еще Циолковским: «Все неприкрепленные к ракете предме¬
ты сошли со своих мест и висят в воздухе, ни к чему не прикасаясь,
а если они и касаются, то не производят давления друг на друга или
на опору. Сами мы также не касаемся пола и принимаем любое по¬
ложение и направление: стоим на полу; плаваем в середине ракеты,
но без усилий и ни к чему не касаясь; ни один предмет не давит на
другой...»
Изучение физиологического действия невесомости на организм
представляет большие трудности. Дело в том, что, в отличие от пе¬
регрузок, невесомость весьма трудно воспроизводится эксперимен¬
тальным путем.
В свое время еще Циолковский предлагал создать установку для
воспроизведения невесомости. По его мысли, она должна представ¬
лять собой герметически закрытую подковообразную трубу высотой
около 250 м, покоящуюся своим закруглением на земле. Внутри тру¬
бы, откуда удален воздух, свободно движется небольшая кабина. На
участке падения кабины в ней возникает состояние невесомости, а
на участке закругления — состояние перегрузки. Однако подобная
установка построена не была, и поэтому о состоянии человека и его
поведении в условиях невесомости долгое время можно было судить
лишь теоретически. Некоторые ученые считали даже, что, оказав¬
шись в условиях невесомости, человек погибнет уже через несколько
228
десятков секунд из-за глубоких расстройств кровообращения. И
только с развитием реактивной авиации удалось добиться состоя¬
ния невесомости в кабине самолета продолжительностью около 30—
40 секунд. Для этого нужно заставить самолет описать в воздухе
такую же кривую, какую описывает тело, двигаясь под действием
силы тяготения в пустоте, т. е. параболу. При движении тела по кри¬
волинейной траектории возникает ускорение, одновременно прило¬
женное ко всем точкам движущегося тела. Благодаря этому в каждой
точке параболы тело, движущееся по ней, будет невесомым. Подоб¬
ную параболу называют параболой невесомости.
Но так как фактически движение самолета происходит не в пу¬
стоте, а в атмосфере, то сопротивление воздуха должно неизбежно
привести к тому, что самолет потеряет скорость и сойдет с параболы
невесомости. Чтобы избежать этого, самолет движется по параболе
с работающим двигателем, который должен уравновесить аэродина¬
мическое сопротивление.
Опыты по изучению состояния невесомости начались задолго до
космических полетов человека. В иностранной печати были опубли¬
кованы данные подобных опытов, проведенных с двадцатью лет¬
чиками.
Во время проведения опытов выяснилось, что различные люди
по-разному переносят состояние невесомости, а это, в свою очередь,
означает, что вполне возможен отбор людей с повышенной устойчи¬
востью к состоянию невесомости.
Один из летчиков, участвовавших в опытах с невесомостью, со¬
общил, что примерно на десятой секунде голова его отяжелела и
появились первые нарушения ориентации. На шестнадцатой секунде
он потерял всякое ощущение пространства и вывел самолет из па¬
раболы. Другой испытуемый отмечал, что в состоянии невесомости
он не испытывал никакого ощущения падения, чувствовал полный
покой и сохранял ясность сознания.
Была проведена также серия опытов из 200 полетов, в которых
один и тот же пилот совершал полет с одним из 16 пассажиров, не
летавших ранее. При этом период невесомости составил от 10 до
30 секунд. После полетов восемь пассажиров заявили, что пережитые
ощущения им понравились. Три пассажира не испытали никаких осо¬
бых ощущений, и только пять человек почувствовали себя плохо.
Впервые изучение состояния живого организма в условиях неве¬
сомости в орбитальном космическом полете было проведено во время
запуска второго советского искусственного спутника Земли. С по¬
мощью радиотелеметрии велись наблюдения за состоянием собаки
Лайки, находившейся на его борту. Они показали, что движения
животного в условиях полной невесомости достаточно плавны. Об
этом же свидетельствовали киносъемки, произведенные автоматиче¬
ской киноаппаратурой в ракетах с подопытными животными, где
229
состояние невесомости удавалось довести до 3—4 минут. Ценный
экспериментальный материал о состоянии животных в условиях не¬
весомости был получен советскими учеными во время полета ко¬
рабля-спутника с собаками Белкой и Стрелкой на борту. На корабле
находилась телевизионная установка, позволявшая наблюдать с Зем¬
ли за поведением животных. Когда спутник вышел на орбиту и на¬
ступило состояние невесомости, собаки как бы «повисли» внутри ка¬
бины. Лапы и головы их были расслабленно опущены, и на первый
взгляд животные казались безжизненными. Но показания телеметри¬
ческой системы успокаивали наземных наблюдателей: нормальный
пульс и дыхание у «космических путешественников» постепенно вос¬
станавливались. Вскоре они настолько привыкли к состоянию неве¬
сомости, что приступили к космическому завтраку...
Эти наблюдения послужили важной основой при подготовке по¬
летов в космос.
Одной из самых трудных проблем, связанных с пребыванием че¬
ловека в условиях длительной невесомости, является сохранение рав¬
новесия и способности ориентироваться в пространстве.
Весьма важную роль в движениях человека играет привычный
вес как собственного тела, так и различных предметов и инструмен¬
тов, определяющий усилия, производимые человеком. Невесомость
нарушает привычные автоматизированные «расчеты» движений и вы¬
зывает серьезные затруднения при выполнении различных движений
письме и т. д.
Расстройства координации движений, равновесия и ориентировки
в условиях невесомости непосредственно связаны с нарушениями
работы так называемого вестибулярного, или отолитового, аппарата,
расположенного во внутреннем ухе человека. Иногда его называют
за сложное строение «лабиринтом». Костная часть лабиринта запол¬
нена особой жидкостью—перилимфой, в которой плавает кожистое
образование, повторяющее по форме костный лабиринт. В свою оче¬
редь, кожистый лабиринт заполнен эндолимфой. Лабиринт состоит из
трех частей: улитки, преддверия и трех полукружных каналов.
В улитке заложено нервное окончание, улавливающее звуки. Пред¬
дверие и полукружные каналы образуют вестибулярные аппараты.
В эндолимфе, заполняющей преддверие, плавают два небольших ме¬
шочка, в которых находятся окончания вестибулярного нерва. На
этих окончаниях, напоминающих тончайший войлок, расположены
ушные камешки, или отолиты — мельчайшие кристаллики извести.
При наклонах головы и изменениях положения тела волоски с
отолитами меняют свое положение, вызывая соответствующее нерв¬
ное раздражение, которое передается головному мозгу. Таким обра¬
зом отолитовый аппарат улавливает линейные ускорения. Что касает¬
ся угловых ускорений, то их обнаруживают полукружные каналы
11ри повороте тела эндолимфа, заполняющая тот из каналов, который
230
лежит в плоскости вращения, в начале движения несколько отстает
от движения стенок лабиринта. Происходящий при этом сдвиг эндо¬
лимфы вызывает раздражение нервных окончаний, а оно, попадая
в мозг, и создает ощущение начала вращения. Если в дальнейшем
вращение становится равномерным, т. е. угловое ускорение обра¬
щается в нуль, то скорость движения эндолимфы и стенок лабиринта
уравнивается и полукружные каналы перестают реагировать на вра¬
щение, которое вестибулярным аппаратом не воспринимается.
В условиях невесомости работа вестибулярного аппарата, тесно
связанная с наличием веса, должна сильно нарушаться. Однако при
соответствующей длительной тренировке можно добиться того, что
человек научится ориентироваться в состоянии невесомости с по¬
мощью органов зрения и осязания. Тщательное исследование вестибу¬
лярного аппарата является необходимым условием медицинского
освидетельствования современных летчиков.
С этой целью проводится следующий опыт. Испытуемого поме¬
щают на вращающееся кресло и в течение 10 секунд вращают его
пять раз с наклоненной головой. После остановки и пятисекундной
паузы испытуемому предлагают быстро выпрямиться; в этот момент
происходит резкое раздражение отолитового аппарата. Если ока¬
жется, что подобное испытание вызвало значительные рефлексы со
стороны вегетативной нервной системы, в частности покраснение или
побледнение, тошноту, выделение пота и т. д., то есть серьезное осно¬
вание опасаться, что испытуемого в полете будет сильно укачивать.
Вестибулярный аппарат может быть укреплен- специальной трени¬
ровкой, в которую должны входить различные виды гимнастических
упражнений, связанные с вращениями и резкими изменениями на¬
правления и скорости движения, в том числе парашютный и горно¬
лыжный спорт, прыжки с вышки в воду и т. п.
При систематических тренировках пилоты без особого труда в
состоянии невесомости принимали жидкую, полужидкую и твердую
пищу. Кроме того, оказалось, что при известном навыке в состоянии
невесомости можно писать, управлять аппаратурой, читать, ориенти¬
роваться в пространстве и координировать свои движения.
Все это, вместе взятое, свидетельствовало о том, что с помощью
специальной тренировки организм человека может быть подготовлен
к тому, чтобы хорошо перенести состояние невесомости. Система
специальных упражнений на особых снарядах, разработанная совет¬
скими учеными, позволила подготовить к полету первого в мире кос¬
монавта Ю. Гагарина. Советский космонавт находился в состоянии
невесомости около часа и перенес его вполне удовлетворительно,
сохранив на всем протяжении полета полную работоспособность.
Ю. Гагарин принимал пищу и воду, производил записи в борт-жур¬
нале, причем характер его почерка полностью сохранился. Кроме
231
того, космонавт поддерживал телеграфную радиосвязь с Землей, ра¬
ботая на ключе, и вел непрерывные наблюдения.
До полета Ю. Гагарина считалось, что сравнительно быстрая при¬
способляемость организма человека к условиям невесомости может
иметь и свою отрицательную сторону. При достаточно длительном
космическом полете может произойти настолько существенная пе¬
рестройка всех жизненных функций, что обратный переход к пере¬
грузкам при торможении и даже к «нормальному» земному весу
окажет неблагоприятное воздействие на космонавта.
Эти соображения и привели к тому, что при полете Ю.. Гагарина
был совершен всего лишь один виток, хотя по техническим возмож¬
ностям уже тогда можно было увеличить продолжительность полета
Изучение влияния длительной невесомости на организм человека
оыло одной из главных задач при полете второго советского косми¬
ческого корабля «Восток-2», пилотируемого летчиком-космонавтом
Херманом Титовым. Полет продолжался более 25 часов. Судя по от¬
личному состоянию космонавта при возвращении на Землю, он хо¬
рошо перенес как пребывание в условиях невесомости, так и тор¬
можение при спуске. По словам космонавта-2, никаких опасных
явлении в состоянии невесомости не происходит. Переход к обыч¬
ному для Земли ощущению тяжести совершился плавно
Данные радиотелеметрических наблюдений за состоянием космо¬
навта X. Хитова во время полета и результаты его медицинского
обследования после возвращения на Землю показали, что в состоянии
невесомости никаких существенных изменений со стороны сердечно¬
сосудистой и дыхательной систем не наступает.
В первый момент невесомости космонавт-2 испытал необычное
ощущение: ему показалось, что он летит ногами кверху. Однако че¬
рез несколько секунд это ощущение исчезло.
К концу полета появились некоторые неприятные ощущения ви¬
димо, обусловленные длительным раздражением вестибулярного
аппарата,—легкое головокружение и поташнивание. Однако эти яв¬
ления проходили, как только космонавт принимал исходную «собран¬
ную» позу и не делал резких движений головой. После сна непонят¬
ные ощущения значительно уменьшились. F
Новым шагом в изучении влияния длительной невесомости на ор¬
ганизм человека явился групповой полет советских космических ко-
<<Восток'3” и «Восток-4». Впервые ученые получили возмож¬
ность одновременно следить за состоянием двух космонавтов, нахо¬
дящихся в приблизительно одинаковых условиях
п™™ ПОАГОТОВКИ к полетУ А. Николаева и П. Поповича была
Zo по-новому, с тем чтобы предупредить явления укачивания,
имевшие место при полете Г. Титова. Наблюдения показали, что оба
смонавта, несмотря на длительное пребывание в состоянии невесо¬
мости, никаких неприятных ощущений не испытывали. Объективные
232
данные о состоянии их организмов также не выявили никаких откло¬
нений от нормы. В процессе полета космонавты несколько раз осво¬
бождались от подвесной системы и свободно передвигались по каби¬
не. При этом координация движения оставалась достаточно четкой.
Космонавты сохраняли нормальную пространственную ориента¬
цию, которая нарушалась лишь при закрывании глаз. Без каких бы то
ни было затруднений проходило разжевывание и глотание пищи, при¬
ближенной к обычной. Несмотря на длительность полета, вполне нор¬
мально произошел и обратный переход от невесомости к перегруз¬
кам при включении тормозной двигательной установки.
Вполне удовлетворительно перенесли состояние длительной неве¬
сомости советские космонавты В. Быковский и В. Терешкова.
Новым важным шагом в изучении невесомости явился полет пер¬
вого многоместного советского космического корабля «Восход». Как
известно, экипаж этого корабля состоял из трех человек: командира
корабля инженер-полковника В. Комарова, научного сотрудника
К. Феоктистова и врача Б. Егорова. Усовершенствованная конст¬
рукция космического корабля позволила космонавтам совершать по¬
лет без скафандров, что не только создало значительно лучшие, чем
прежде, возможности для работы в космосе, но и позволило более
широко изучить действия человека в условиях невесомости.
Кроме того, на «Восходе» космонавты имели возможность обме¬
ниваться мнениями и общими усилиями вырабатывать объективную
точку зрения.
Все космонавты отметили, что момент перехода к невесомости
не вызвал каких-либо неприятных ощущений. Наступление невесо¬
мости члены экипажа «Восхода» определили по необычной картине
плавания различных предметов. Космонавты пришли к выводу, что
в условиях невесомости возможно успешное выполнение работ, свя¬
занных с применением самой разнообразной научной аппаратуры.
К их мнению присоединились затем члены экипажа космиче¬
ского корабля «Восход-2» П. Беляев и А. Леонов. Покинув на втором
витке корабль, космонавт Леонов стал первым человеком, вышед¬
шим в открытый космос. Одной из задач, поставленных перед ним
учеными, была проверка того, способен ли человек в космосе,
в состоянии невесомости сохранять ориентировку, выполнять науч¬
ные наблюдения и совершать достаточно сложные действия. Вывод
теперь известен всем: в космосе можно работать!
Благодаря замечательным успехам науки и техники, невесомость
перестает быть той таинственной областью, какой она была всего
несколько лет назад.
КОНРАД ФИАЛКОВСКИЙ
БЕССМЕРТНЫЙ С ВЕГИ
Научно-фантастический рассказ
Там, внизу, светило Солнце, и небо было голубым. Здесь голубизна
переходила в черноту и загорались звезды.
Томпи подумал об искусственном спутнике, и почти в тот же момент
отозвался автомат: »
— Посадка на двадцати первом спутнике через три минуты.
К этому Томпи никак не мог привыкнуть,, хотя находился здесь уже
несколько лет. Его раздражали автоматы, читающие мысли. Когда он по¬
кидал Землю, отправляясь в систему Регула, автоматы едва начинали связ¬
но говорить.
Томпи видел, как по мере сближения на экране вырастает симметрич¬
ная конструкция спутника. Он попробовал отыскать взглядом космодром,
но это ему не удалось. Спутник все увеличивался и наконец вылез за пре¬
делы экрана.
Торможение было таким мягким, что Томпи не почувствовал толчка.
Потом где-то щелкнули шлюзы.
— Привет, Томпи! — Люк с треском открылся, и внутрь терроплана про¬
сунул свою рыжую голову Фукс.
Томпи выскочил из кабины, и теперь они шли по окружному коридору
спутника.
— Сигналы... все еще поступают? — спросил Томпи.
— Да. Мы постоянно на приеме.
— Ну и... определили положение?
— Еще вчера вечером. Источник излучения лежит в созвездии Лиры.
— Это подходит...
— Хм... Но, видишь ли,— Фукс замялся.— Впрочем, может быть, это
и не имеет значения.
— Что?
— Он передает сигнал, дополнительный сигнал...
— Может быть, расстроились автоматы? Ведь уже столько лет...
Возможно, но маловероятно. Когда он улетал,* нейроника стояла уже
на высокой ступени.
— Ты проверил, он ли это?
— А кто же может быть еще?
234
— Не знаю... Надо бы просмотреть хроники.
— Уже сделал. Это должен быть он. К тому же в сигнале можно вы¬
делить его позывные.
— В хрониках его космолет помечен, как погибший.
— Ну, случается, что и погибшие возвращаются...
— Но не через столько лет... Когда он должен был вернуться?
— Точно не помню. Подсчитай сам. Он покинул Солнечную систему на
двадцать лет раньше тебя...
— Да, но он летел только до Веги.
— Ты говоришь это так, словно Вега лежит сразу за орбитой Плутона.
А ведь это как-никак двадцать шесть световых лет...
— Я летел гораздо дальше. Он должен был вернуться на Землю за
несколько десятков лет до меня...
— Должен был, но не вернулся. — Фукс пожал плечами.
— Если бы он не вернулся, в этом не было бы еще ничего непонят¬
ного. Космолеты иногда гибнут... Если бы он вернулся с опозданием в пять,
десять лет... Это случается. Но на сто?
— Может быть, он исследовал систему Веги дольше, чем было преду¬
смотрено программой? — неуверенно сказал Фукс.
— Ерунда. Ведь сто лет! Сто лет активной жизни, а не стабильности. Он
давно бы там умер.
— А если все это время он был в анабиозе?
— В анабиозе? Глупо. Из анабиоза надо выйти хотя бы уже для того,
чтобы повернуть космолет к Земле. Ты скажешь, что он мог ожить позже,
спустя несколько десятков лет после того, как достиг Веги. Это тоже невоз¬
можно. У него был точно такой же витализационный аппарат, как и у меня,
когда я летал к Регулу. Если такой автомат отказал, не дестабилизовал его
сразу после достижения Веги, то он не мог этого сделать ни через десять,
ни через сто лет. В конце концов мы живем не в космосказке и автома¬
ты— не капризные принцессы.
— Наверно, ты прав, — согласился Фукс. — Абсолютно непонятно. Не¬
чего обманывать себя. Мы не знаем, что случилось. Я повторяю это по
пятнадцати раз на день всем этим репортерам из видеотронии, а они не
желают мне верить. Никак не поймут, что мы и наши автоматы можем
этого не знать. Придумывают самые фантастические предположения, но
не верят.
— Ну, что ж, повторим им это в шестнадцатый раз... Но я думаю, ты
вызвал меня с Земли не для этого?
— Конечно... Причина другая. Видишь ли, Томпи... Ты единственный жи¬
вой человек, который его знал...
— Правда?
— Да. Я проверял. Он несколько семестров читал космогонию еще во
время твоей учебы в марсианском институте...
— Все может быть. Ну и что? — Томпи вопросительно взглянул на
Фукса.
— Мне кажется, что будет лучше, если, вернувшись, он встретит тебя...
Томпи только пожал плечами и спросил:
— А он далеко?
— Уже входит в плоскость Солнечной системы примерно в пятистах
тысячах километров от Земли.
— Значит перейдем на визию.
— Да, ты увидишь его, как только он приблизится на расстояние Луны.
— А скорость?
— Погасил в соответствии с программой полета.
Томпи подошел к экрану космопередатчика, у которого возился Фукс,
и тихо спросил:
235
— А как его звали?
— Не помнишь? Бан.
Бан-;- Старина Бан... Студентами мы в шутку прозвали его Бананом...
И, подумай, старый Банан подлетает к Земле, где имен его учеников не
помнят даже их собственные правнуки.
— Бессмертие — привилегия космонавтов.
— Бессмертие? Но они не бессмертны... Они просто спят, закупорен¬
ные в коробках космолетов, удаляясь каждую секунду на десятки тысяч
километров от звезды, которая была их солнцем. Спят... ничего больше...
огда космолет Бана оказался на расстоянии Луны, связь улучшилась
настолько, что автоматы перешли на визию. Томпи и Фукс стояли перед
визиотроном, когда экран первый раз разгорелся серым светом и на нем
появилась кабина космолета. Под путаницей проводов, в прозрачной гер¬
метической «корзине» лежал Бан. Автоматы уже приступили к оживлению
и главный координатор был настолько перегружен, что пересылал на Землю
лишь основные данные, необходимые для коррегирования траектории кос¬
молета.
Все идет как положено. Автоматы не сообщают ни о какой ава¬
рии... — Фукс сказал это скорее себе, чем Томпи.
Есть предложение: передай на Землю сообщение и, может быть,
стан3 ВСе ЭТИ терропланы' непрерывно , снующие вокруг нас, наконец от-
Надо подождать, пока Бан заговорит. Впрочем, они все равно не
улетят, пока Бан не объяснит причин своего столетнего опоздания.— Фукс
немного помолчал, потом спросил:—А ты знаешь, что камеры, предназна¬
ченные для хранения образцов, совершенно пусты?
— Ты проверял?
Да. Еще до того, как мы перешли на визию.
— Может, Бан разместил образцы где-нибудь в другом месте...
Где? Космолет — не лабиринт с тысячами закоулков.
А может, он вообще не брал проб и образцов?—предположил
В таком случае, что он делал все эти сто лет?
— Подожди еще немного и услышишь это от самого Бана. Впрочем,
судя по внешнему виду, Бан прожил активно самое большее десять лет.
Остальное время он, вероятно, находился в анабиозе. Присмотрись к нему
внимательней. Он выглядит моложе меня...
Тем временем автоматы уложили Бана в кресло. Автовитализатор при¬
близился к нему и накрыл его голову десятками электродов. Почти одно¬
временно автоизлучатель начал повышать температуру тела Бана. Прошло
несколько минут. Наконец автоматы отодвинулись.
— Приветствую тебя на Земле! — произнес Фукс.
Где... где я..? — вероятно, Бан не расслышал приветствия и вгляды¬
вался в изображение кабины двадцать первого спутника, видимое на его
экране.
— Ты выходишь на замкнутую орбиту вокруг Земли, — сказал Фукс.
— А Вега?
— Что Вега?
Бан минуту молчал, потом неуверенно сказал:
— Я же должен был лететь к Веге. Почему вы вернули меня на
Землю?
— Как это вернули? — удивился Фукс.
— Вернули. Ты же сам говоришь, что я нахожусь в Солнечной си¬
стеме...
— Ну... естественно. Ты же возвращаешься из полета.
— Из полета куда?
236
— На Вегу, разумеется.
Теперь Бан молчал дольше, а потом сказал:
— Я на Веге не был.
— То есть как не был?
— Не был. Я не видел системы Веги...
— В таком случае откуда ты возвращаешься?
— Перестаньте издеваться. Вам это должно быть известно лучше. —
На щеках Бана выступил румянец.
— Ничего мы не знаем. С момента твоего отлета прошло более двух¬
сот лет! Двухсот! Слышишь?! Откуда нам знать, что с тобой происходило?
Фукс почти кричал.
— Невероятно... Двести лет?.. Вы не...
Томпи почувствовал, что Бан им не верит.
— Я говорю правду. Поговори минуту с автоматами, с любым автома¬
том, и ты сам убедишься, — сказал он. — Только интересно, что с тобой
делалось все это время.
— Я ничего не помню. Я все время был в анабиозе и наверняка, гово¬
рю вам точно, не видел Веги.
— А кто в таком случае направил космолет к Земле? — спросил Томпи.
— Вот именно. Кто направил его к Земле, если автоматы ни разу не
дестабилизовали тебя? — подхватил Фукс.
— Не знаю. Я же вам говорю, что не знаю. Это вы, вы должны все
выяснить, вы — снабдившие мой космолет автоматами.
— Точнее, наши предки. Они построили твой корабль два века тому
назад, — хмуро заметил Фукс.
Бан сидел в витализационном кресле и смотрел прямо перед собой.
Фукс нахмурил брови, задумавшись.
— Бан, — тихо сказал Томпи. — Бан! — повторил он громче.
Бан поднял голову и взглянул с экрана.
— Бан, я когда-то слушал твои лекции.
— Мои лекции, ты? Но ты же старше меня.
— Я меньше, чем ты, находился в анабиозе, и больше жил.
— Правда, я совсем забыл, что возраст—понятие относительное.
— Я слушал твои лекции несколько семестров, — добавил Томпи.
— И что-нибудь еще помнишь?
— Да, но все это сейчас уже история. Ты не представляешь себе, как
продвинулась космогония...
— Так должно было быть...
— И не только космогония. Все науки...
— Догадываюсь. А мы... мы совсем из другой эпохи?
— Почти. Их автоматы...
— Что автоматы?
— Порой кажутся мне умнее нас. Они читают мысли.
— Это должно быть неприятно.
— Они к этому привыкли. Им это безразлично.
— А тебе?
Томпи не успел ответить. Фукс прервал его на полуслове.
— Не принимай этого слишком близко к сердцу, Бан. Конечно, адап¬
тация не очень приятная процедура, но когда летишь в космос, надо быть
заранее готовым к тому, что мир за это время намного уйдет вперед.
Это цена, которую приходится платить за участие в полете, цена открытия
новых звезд.
— Я ничего не открыл.— Бан сказал это внешне совершенно спо¬
койно.
— Тебе не повезло. Вероятно, произошла авария, но мы это сейчас
узнаем. Проверим записи автоматов... Что... что там такое? Бан!.. Бан!..
237
Изображение на экране заволновалось, сжалось, как горящий листок
бумаги, и исчезло.
— Радаром поищи его, радаром! — крикнул Томпи.
Есть! Есть! Видишь! — Фукс нажал клавиш радара.
— Да, есть. Что случилось?
Оба одновременно повернулись. С экрана смотрел Бан.
— Какой-то перерыв в связи, — сказал Фукс.
товал~ТомпиВИ ЗВТ°Мат КОНТРОЛЯ полета и спроси, что случилось, — посове-
Фукс кивнул и нажал кнопку вызова. На пульте замигала контрольная
лампочка.
~ ГовоРит координатор контроля полета,—Голос был металлический,
как у всех автоматов, не беседующих ежедневно с людьми.
— Каковы причины перерыва связи?
СтРУя атомных газов неизвестного корабля, плотности земной ионо¬
сферы... После входа космолета аннигиляция... излучение с полным частот¬
ным спектром... Причина неизвестна...
— Ты что-нибудь уловил? —спросил Томпи.
■“ Д3, Он Уск°ряет информацию и не придерживается основ грамма-
ноГреакции? П°НИМаЮ СМЫСЛа с°°бщения... Пожалуй, что-то вроде ядер-
— Г де? В реакторе?
— Нет, на корпусе космолета... И это самое странное...
— Как это на корпусе? — спросил Бан.
— Я и сам не понимаю... Подожди,— Фукс
Концепциотрон,— сказал он в микрофон.
— Земной концепциотрон. Слушаю. — Ответ
секунду.
— Сообщи гипотетическую причину ядерной реакции
молета. Срочно! Данные возьми с мнемотронов двадцать
— Понял,— ответил концепциотрон.
— Сейчас мы узнаем причину,—улыбнулся Фукс Бану — Кониепиио-
Тла°Н ~ЭПОХаЛьное изобретение. Он проделывает работу, которая раньше^ы-
ла исключительной привилегией великих ученых.
рана"Бан™ ЗНвЧИТ' ЧТ° СвЙЧвС УЧеНЬ'е уЖе Не НуЖНЫ? ~ спросил с эк-
помо7атьУимН^ Д°ЛСеМ ТаК' Кто‘то же Д°л>«ен создавать концепциотроны и
помогать им в автоконсервации.
— А на космолетах тоже есть собственные концепциотроны?
— На моем не было.
— Конечно. Двести лет назад никому и не снилось подобное.
Бан не ответил. Томпи прекрасно понимал его в этот момент.
утеш7ткБк1'иДЭТ° Жв естественно- Техника идет вперед... — пытался он как-то
/■“ШИТЬ DdHa.
Между пультами что-то несколько раз звякнуло. Фукс быстро сказал:
Ты JLf ЛЛШаИ' аН’ Я Прерву Визию- Нам наД° заняться твоей посадкой.
Ты тоже готовься покинуть космолет. м
пяпЛКРЛ ПОГаС' И В ТОТ же МИГ Фукс сорвался с кресла и побежал вдоль
рядов зеленых экранов к пультам управления.
— Готово, — сказал он в микрофон.
Что «готово»? — не выдержал Томпи.
ватьТткНрытыемШтекстЧом:ТО °ЧеНЬ Концеп1*иотР°н хотел переда-
нажал
кнопку вызова.—
пришел
почти в ту же
на корпусе кос-
первого спутника.
238
И часто он так?.. — Томпи не окончил. Концепциотрон говорил голо¬
сом переводившего его код автомата:
Исходя из плотности газа в районе космолета и количества выде¬
лившейся энергии, делаю вывод, что на панцире ракеты произошел про¬
цесс аннигиляции газа.
— Следовательно?..— Фукс наклонился вперед.
Либо панцирь космолета, либо выхлопные газы, с которыми он
встретился, являются антиматерией. Вторая возможность в несколько сотен
тысяч раз менее правдоподобна. Я кончил.
— Из антиматерии... — прошептал Фукс.
— То есть как «из антиматерии»? Ведь нельзя же антиматериальный
панцирь надеть на ракету. При любом соприкосновении материи и антима¬
терии их равновеликие количества превращаются в энергию, согласно фор¬
муле Эйнштейна.
— Это очевидно...
— Значит, концепциотрон ошибается.
— Панцирь из антиматерии невозможно надеть на обычный космолет,
но можно надеть на космолет из антиматерии...
— Хорошо, а Бан? Ведь не может же он находиться внутри антимате-
риального корабля?
Фукс как-то странно взглянул на Томпи.
— Если только сам Бан не состоит из антиматерии.
Минуту они молчали.
— Ты серьезно так думаешь? — наконец спросил Томпи.
— Это не я, это концепциотрон.
— Он этого не говорил. Я же все слышал сам.
— Не говорил, потому что его об этом не спрашивали. Но это сле¬
дует из...
— Это смахивает на абсурд...
— Больше чем абсурд. Это что-то вообще не встречавшееся в челове¬
ческой истории.
— Поэтому я и считаю, что это ошибка...
— Концепциотрон почти не ошибается.
— Ты чересчур ему доверяешь.
Он этого заслуживает. Это — конденсированное знание многих по¬
колений... А действует он так же безотказно, как безотказно перемещается
по своей орбите Земля. Ты, Томпи, человек из прошлого, поэтому и сом¬
неваешься...
Томпи пожал плечами.
— Хорошо. Пусть твой концепциотрон прав. И космолет и Бан — из
антиматерии... И что дальше? Ведь этд ничего не объясняет...
— Во всяком случае, дает основания для интересных гипотез...
— Каких еще гипотез..?
— А уж этим займутся концепциотроны и ученые.
— Но ведь Бан ничего не знает и ничего не сможет им сказать.
— Зато мы знаем. Знаем, что двести лет назад космолет Бана покинул
Солнечную систему, направляясь к Веге. Вернулся он с запозданием на сто
лет и состоит из антиматерии. Можно предположить, что космос в районе
Веги обладает свойствами своеобразного зеркала: он отражает материю,
преображая ее в антиматерию. Не знаю, в какой степени такое предполо¬
жение согласуется с основными понятиями физики, но если даже тут и нет
противоречия, все равно напрашивается сомнение другого рода...
— То, что он вернулся?
— Да. Вероятность, что космолет попадет в Солнечную систему, прак¬
тически равна нулю, а ведь Бан говорит, что он не направлял корабль к
Солнцу.
239
— И как ты это объяснишь?
— Фактор икс.
— Не понимаю.
— Не понимаешь? Значит, ты думаешь, что эта трансмутация действи¬
тельно дело случая? Я считаю, что это результат вмешательства фактора
икс, чужой цивилизации, или как там еще это можно назвать... Они хотели
нас уничтожить... — добавил Фукс тише.
— Уничтожить? Зачем?
— Не знаю. Но подумай. Если бы не струя газов, случайно встретив¬
шаяся космолету, Бан через полчаса вошел бы в атмосферу Земли. Взрыв
уничтожил бы половину планеты.
— Преувеличиваешь...
Ты так думаешь? Космолет Бана имеет массу многих тысяч антитонн.
А пятидесяти килограммов антиматерии достаточно, чтобы вскипятить шар
воды диаметром два километра... Подсчитай сам...
— Но в таком случае Бан не сможет совершить посадку ни в одном
пункте Солнечной системы!
И даже не знает об этом...— Фукс бессмысленно смотрел на экран.
Не знает, что случилось там, на Веге? Не знает, что они, эти «фактор
икс», атом за атомом скопировали его тело, его космолет. Идентичные ато¬
мы, только в их ядрах вместо протонов находятся антипротоны, а вокруг
ядер вместо электронов — позитроны. Но в таком случае наша цивилиза¬
ция по сравнению с той находится еще в каменном веке... Это ужасно,—
Томпи вдруг умолк.
— Так же ужасно, как и то, что Бан — античеловек, — сказал Фукс.—
Он не знает, что его тело опаснее для нас, чем атомная бомба древности...
Психически он тот же человек, который улетел с Земли двести лет назад.
Мыслящая сеть его мозга, соответствующая его личности, не изменилась.
У него то же поведение, воспоминания, переживания, только с той разни¬
цей, что такие же, как и раньше, энграммы построены из антиатомов.
И поэтому... поэтому он не может вернуться к нам на Землю.
— И ты хочешь ему это сказать?
— Да.— Фукс нажал переключатель.
Бан сидел в том же витализационном кресле.
— Все готово, — сказал Бан, увидев Фукса и Томпи.
Бан, ты не сядешь на Землю,— произнес Фукс единым духом.
— Не сяду? Почему?
— Потому что ты из антиматерии.
— Я?! Хорошенькая шуточка!
— Я говорю совершенно серьезно.
— Не надо. Мне не так уж весело.
— Ты из антиматерии, — настойчиво повторил Фукс.
Ошибаешься. Я — нормальный человек. Нормальный! Слышишь?!
— Это не мое мнение. Так предполагают автоматы...
— Провались они пропадом, ваши автоматы! Обманывают вас, портят¬
ся, а вы им верите, словно пророкам.
— На этот раз они не ошиблись.
— Ошиблись наверняка.
— Нет.
— Посмотрим.
— Что ты собираешься делать?
Войду в верхние слои атмосферы. Если вы правы...
Этого нельзя делать ни в коем случае! Неужели тыне понимаешь,
что энергия взрыва...
Понимаю, но это же не антиматерия. Это' я-то, по-вашему из анти¬
материи?! Недурно!
240
— Ты считаешь, что должен чувствовать какие-то изменения?
Вопрос застал Бана врасплох.
— Нет, пожалуй, нет... — ответил он после минутного молчания.
— Вот видишь! Мы не имеем права рисковать.
— Что же мне делать?
— Выйдешь на круговую орбиту, а автоматы пока подумают.
— Нет! Довольно с меня ваших автоматов! — Бан хотел встать, но
Фукс его опередил, подскочил к передатчику и передвинул рычажок.
— Принимаем на себя управление твоим кораблем.
— Не можете!
— Можем! Есть прибор, позволяющий это сделать во время посад¬
ки. Иногда у пилотов, возвращающихся из пустоты, нарушается психи¬
ческое равновесие, а мы обязаны заботиться о Земле.
Бан некоторое время стоял в нерешительности, потом медленно опу¬
стился в кресло.
—- Поступайте, как хотите,— сказал он и закрыл глаза.
— Бан, Бан... — сказал Томпи спустя немного. — Ты действительно ни¬
чего не помнишь о своем пребывании там, на Веге?
— Нет, — ответил Бан почти шепотом.
— А может, они приказали тебе уничтожить... Знаешь, перенастройка
мозга таким образом, что подобные действия становятся необходимостью,—
быстро добавил он.
— Нет, правда же нет. Я чувствую себя человеком, точно таким же
человеком, как и ты.
— И все-таки они хотели нас уничтожить, — сказал Фукс.
— Откуда ты знаешь?
— Сам факт посылки корабля... из антиматерии.
— А ты не думаешь, что им гораздо проще было бы вместо копии
выслать мощный излучатель позитронов?
— А может, они хотели застать нас врасплох. Твой космолет возвра¬
щается с Веги и уничтожает Землю.
— Яс этим не согласен, Фукс, — сказал Томпи. — Врасплох?.. С таким
же успехом они могли хотеть что-нибудь сообщить нам. Может быть, изме¬
нение материи космолета должно было быть сигналом, чем-то им хорошо
знакомым, так что у них даже и в мыслях не было, что мы не умеем об¬
ращаться с антиматерией...
— Сигналом? Но они же, кажется, собирались вас уничтожить, а про¬
тивника не предупреждают перед ударом.
— Гениально, Бан! — вскричал Фукс. — Есть, есть способ проверить,
хотели ли они нас уничтожить. Конечно, сигнал. Ты прав, Бан, противника
не предупреждают перед ударом. Но они послали сигнал... Может быть,
случайно. Тот дополнительный сигнал, о котором я тебе, Томпи, говорил,
когда ты прилетел сюда... Если он не несет никакой информации, то...
— То это будет равносильно тому, что они хотели нас уничтожить... —
докончил Томпи.
— Координатор!
— На приеме, — ответил автомат.
— Передать концепциотрону дополнительный сигнал космолета. Пусть
исследует, не содержит ли этот сигнал какой-либо информации.
— Понял.
— Ну, Бан, через минуту все станет... — Вдруг Томпи осекся. Экран
был пуст. — Бан! Бан! Нет его! Радар!
Фукс манипулировал рукоятками, но экран оставался пустым, только
на лунной трассе блестели маленькие пятнышки товарных ракет.
— Это конец...— сказал Фукс.— Он наскочил на метеорит. Мо¬
жет, и небольшой, но из материи. Аннигиляция, и космолет испарился...
241
— А может, радар?..— предположил Томпи.
— Нет!
Одновременно они услышали голос автомата.
Информация следующая, — автомат говорил медленно и четко. —
Исследование равносильно воссозданию. Альтернатива выбора. Если да, то
конец, если нет, повторное воспроизведение, передвинутое во времени,
такое, чтобы получить да.
— Значит, все-таки, они хотели нам что-то сказать...
— Но что? Я ничего не понял.
Сейчас узнаем. Собственный комментарий! — приказал Фукс.
Ответ пришел немедленно.
Исследование системы неразрывно связано с ее уничтожением. По¬
том система воспроизводится из материи либо антиматерии.
Видимо, в зависимости от того, куда ее посылают, — тихо добавил
Томпи.
Это равносильно исследованию электромагнитных волн с записью на
пленку и последующим воспроизведением. При этом первоначальная волна
перестает существовать, — кивнул Фукс.
Космолет был воспроизведен и выслан к Земле. Если они воспроиз¬
вели его из соответствующей материи, пусть останется на Земле. В против¬
ном случае следует переслать им сигнал, и они воспроизведут его из ма¬
терии противоположного знака и спустя определенное время пришлют.
— Стало быть, они все, что исследуют, расщепляют на атомы. — Фукс
задумчиво смотрел на экран. — А потом синтезируют опять, хотя это и го¬
раздо сложнее.
Наверняка, согласился Томпи. — Однако, если это длится почти сто
лет... У них достаточно времени...
Это ни о чем не говорит. Может быть, это существа гораздо более
долговечные, чем мы, и сто лет — лишь небольшой отрезок в их жизни. Впро¬
чем, не в этом дело... Важно то, что они не хотели нас уничтожать!
^все же ^ан погиб, и теперь я — самый старый, вернее раньше всех
родившийся человек в Солнечной системе.
Не совсем так. Не забывай, что через двести лет вернется Бан.
— Вернется?
Конечно. Об этом сказано в их сигнале. Он, Бан,— бессмертный
с Веги. Бессмертный благодаря их технике. Они зарегистрировали структуру
его тела, мозга и могут ее воспроизвести, когда захотят. Попучив наш
сигнал, они воспроизведут Бана и космолет, а через двести лет наши по¬
томки будут приветствовать его, второй раз возвращающегося к Солнцу.
С польского перевел Е. Вайсброт
вселенная
nog куполом
заметки
Е. П. ЛЕВИТАН
Настоящее и будущее советской
любительской астрономии
В. В. БАЗЫКИН
В американских планетариях
Е. П. ЛЕВИТАН,
астроном
НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
СОВЕТСКОЙ
ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ
АСТРОНОМИИ
Достижения современной науки о Вселенной, замечательные ус¬
пехи в области освоения космоса вызывают все больший интерес к
астрономии у представителей самых различных возрастов и профес¬
сий. Многие из них, не ограничиваясь посещением публичных лек¬
ций и чтением научно-популярной литературы, стремятся собствен¬
ными глазами увидеть на небе то, о чем говорят и пишут астрономы,
пытаются внести свой посильный вклад в науку.
Астрономы-любители в середине XX века? .Могут ли они всерьез
чем-либо помочь современной науке, оснащенной мощными оп¬
тическими телескопами и радиотелескопами и приступившей к экс¬
периментам с помощью космических ракет и искусственных спут¬
ников Земли? Оказывается, могут. Обратимся к фактам.
Любители вписали немало важных страниц в историю астрономии.
Достаточно вспомнить, что планета Уран была открыта с помощью
самодельного телескопа в 1781 г. Вильямом Гершелем, по профессии
музыкантом; глухонемой юноша — любитель астрономии Джон Гуд-
райк в 1783 г. установил период изменений блеска звезды Алголь; в
середине прошлого века астроном-любитель Генрих Швабе, анализи¬
руя двадцатипятилетний ряд собственных наблюдений Солнца, обра¬
246
тил внимание на циклическую повторяемость возрастания и умень¬
шения количества солнечных пятен. Курский астроном-самоучка
Федор Семенов, в 1832 г. наблюдавший звездный дождь, выс¬
казал догадку о родстве метеоров с кометами. Ряд важных открытий
был сделан любителями астрономии и в текущем столетии. В 1901 г.
киевский гимназист А. Борисяк открыл новую звезду в созвездии
Персея. В 1920 г. шестнадцатилетний петроградский любитель астроно¬
мии Б. Окунев открыл новую звезду в созвездии Лебедя, а в 1963 г.
астроном Н. Гурьев и независимо от него московский любитель ас¬
трономии С. Норман открыли Новую в созвездии Ящерицы. Новую Се¬
верной Короны (1946 г.) впервые заметил любитель астрономии, путе¬
вой обходчик Амурской железной дороги А. Каменчук. Неоднократно
любители астрономии оказывались и первооткрывателями комет (на¬
пример, И. В. Ахмаров и С. Н. Орлов в 1939 г.; Цитаму Секи в
1961—1962 гг. и другие).
Многие известные всему миру советские астрономы (П. П. Парена-
го, Б. В. Кукаркин, Б. А. Воронцов-Вельяминов и другие) начинали
свою научную деятельность как астрономы-любители.
В настоящее время большинство любителей астрономии в нашей
стране проводят наблюдения в рамках Всесоюзного астрономо-гео¬
дезического общества (ВАГО) при Академии наук СССР. ВАГО воз¬
никло тридцать лет назад (1934 г.) на базе ранее существовавших ас¬
трономических кружков и обществ (Нижегородский кружок люби¬
телей физики и астрономии, Московское общество любителей астро¬
номии, Русское общество любителей мироведения и др.).
Научная работа в ВАГО проводится коллективами наблюдателей
и юношескими секциями в десятках местных отделений в разных го¬
родах СССР. Массовые любительские наблюдения в отделениях ВАГО
координируются специальной секцией Центрального совета ВАГО.
Работой любителей руководят крупнейшие советские астрономы. Те¬
матика этих наблюдений, а также специально разработанные для лю¬
бителей методические рекомендации и инструкции согласованы с ас¬
трономическими учреждениями и составлены с учетом потребности
науки в массовых любительских наблюдениях. Результаты любитель¬
ских наблюдений систематически публикуются в «Бюллетене ВАГО»,
издаваемом Академией наук СССР.
Каковы же перспективы развития различных направлений люби¬
тельской астрономии? Чем занимаются любители астрономии в насто¬
ящее время? Расскажем о наиболее существенных объектах люби¬
тельских исследований.
Серебристые облака. В изучении физической природы серебристых
облаков, наиболее высоких из всех известных ныне типов облаков
земной атмосферы и, возможно, связанных с космической пылью, за¬
интересованы астрономы, геофизики и метеорологи. На протяжении
многих лет ВАГО было единственной организацией в СССР, которая
247
занималась систематическим изучением серебристых облаков. Перед
началом Международного геофизического года ВАГО выступило ини¬
циатором систематических международных наблюдений серебристых
облаков. Несмотря на то, что сейчас к наблюдениям серебристых
облаков подключилось значительное количество метеостанций, а так¬
же различные астрономические и геофизические учреждения, массо¬
вые любительские наблюдения серебристых облаков не утратили
своего значения.
Во время МГГ члены Московского, Ленинградского, Эстонского,
Латвийского и других отделений ВАГО проводили патрулирование су¬
меречного сегмента с целью изучения частоты появления серебристых
облаков и их географического распределения, а также осуществляли
фотометрические, колориметрические и поляриметрические исследо¬
вания для выяснения природы частиц, входящих в состав серебристых
облаков. Членами ВАГО были созданы обстоятельные инструкции для
проведения наблюдений, сконструированы оригинальные приборы для
изучения серебристых облаков и обработки результатов наблюдений.
Были получены ценные сведения о движении, эволюции, динамиче¬
ских закономерностях и морфологических особенностях серебристых
облаков. Опыт, накопленный в этих наблюдениях, члены ВАГО ис¬
пользуют в настоящее время в период проведения Международного
года спокойного Солнца (МГСС).
Обычно серебристые облака в северном полушарии Земли появля¬
ются в июле-августе. МГСС охватывает два сезона появлений сере¬
бристых облаков в 1964 и 1965 гг. Повторяя в период МГСС основные
разделы программы, выполненной во время МГГ, наблюдатели сереб¬
ристых облаков смогут сопоставить полученные результаты и более
полно их обобщить. Полезной традицией стали регулярные совещания
но проблемам серебристых облаков. Эти совещания способствуют
обмену опытом наблюдателей и плодотворному обсуждению резуль¬
татов наблюдений.
Метеоры. В наблюдениях метеоров любители астрономии участ¬
вуют на протяжении всей истории существования ВАГО. Они опреде¬
ляют высоты метеоров, радианты и орбиты метеорных потоков, про¬
изводят групповой подсчет метеоров во время наблюдения метеорных
потоков, исследуют физические свойства метеоров. На основе телес¬
копических наблюдений метеоров исследуется их численность и рас¬
пределение по яркости и массам, устанавливается связь наблюдаемых
в телескоп метеоров с метеорами больших потоков и т. д.
Нередко методика наблюдений метеоров, впервые разработанная
любителями, впоследствии применялась астрономическими обсервато¬
риями.
Центром любительских наблюдений метеоров является Крымская
метеорная станция ВАГО, которой руководит В. В. Мартыненко. В
период МГГ в Крыму, куда направлялись метеорные экспедиции от-
248
Групповой подсчет метео
ров во время наблюдения
метеорных потоков.
делений ВАГО, было получено свыше 20 тысяч квалифицированных
визуальных наблюдений метеоров, десятки фотографий, несколько
спектров, выявлена вспышка потока Альфа-Лирид (1958 г.), прово¬
дились наблюдения метеорных следов.
И все-таки, по мнению специалистов (профессоров В. В. Федын-
ского и Б. Ю. Левина), возможности любителей не исчерпываются ре¬
шением перечисленных выше задач. В частности, целесообразно про¬
водить сопоставление визуальных наблюдений с радиолокационными,
поскольку современные радиолокационные наблюдения не свободны
от некоторых статистических искажений. Любителям доступно на¬
блюдение дрейфа метеорных следов с целью изучения движений воз¬
духа в верхних слоях земной атмосферы. На несколько лет могут
быть составлены программы исследования зависимости блеска мете¬
оров от их угловой скорости, изучения структуры метеорных потоков
и т. п. Эти рекомендации позволили активистам метеорного отдела
ВАГО (Р. Л. Хотинок, И. Т. Зоткин, В. В. Мартыненко, А. М. Бахарев
и другие) разработать конкретные задачи и методические указания
для наблюдателей метеоров в период МГСС.
Астроклимат СССР. Изучение астроклимата нашей страны также
требует массовых наблюдений. Построение астроклиматической кар¬
ты чрезвычайно важно не только для изучения физики земной ат¬
мосферы, но и для выбора мест при строительстве обсерваторий. Как
известно, успех астрономических наблюдений зависит не только от
применяемых инструментов, но и от состояния атмосферы. Изучение
астроклимата осуществляется путем проведения длительных наблюде¬
ний с помощью небольших телескопов. В процессе этих наблюдений
выявляется качество изображения звезд.
249
Основными характеристиками астроклимата, которые можно оп¬
ределить на основе визуальных и фотографических наблюдений яв¬
ляются дифракционные картины звезд, дрожание и мерцание звезд.
Кроме того, для изучения астроклимата имеют важное значение на¬
блюдения двойных звезд, качество изображения лунного края и де¬
талей лунного рельефа, Юпитера, ореолов вокруг Солнца и Луны и т. п.
Переменные звезды. Разнообразие типов переменных звезд и их
недостаточная изученность создают обширное поле деятельности для
любителей астрономии. Члены ВАГО проводят визуальные наблюде¬
ния короткопериодических, долгопериодических, неправильных и по-
луправильных переменных звезд, а также исследуют переменные
звезды по фотопластинкам, полученным, на астрономических обсерва¬
ториях Москвы, Куйбышева, Одессы, Казани и др. Изучение пере¬
менных звезд — один из основных разделов научной работы членов
Куйбышевского и Одесского отделений ВАГО, охотно передающих
свой опыт другим любителям астрономии.
Солнце и солнечные затмения. Наблюдение и зарисовка фотосфер-
ных явлений (пятен и факелов) просты по своей методике и позво¬
ляют получить обширный материал для статистического изучения
солнечной активности.
По многочисленным наблюдениям любителей астрономии были
получены кривые солнечной активности за 1923—1948 гг. Любители
работали в тесном контакте со специалистами. Например, работа Ир¬
кутского отделения ВАГО положила начало систематическому наблю¬
дению Солнца на Иркутской обсерватории. Однако в дальнейшем по¬
степенное развитие службы Солнца, оснащенной современными ин¬
струментами (хромосферно-фотосферные телескопы, внезатменные
коронографы, узкополосные интерференционно-поляризационные
фильтры и др.), неоправданно снизило интерес любителей к наблю-
дениям дневного светила.
Массовые наблюдения Солнца стали проводиться преимуществен¬
но во время полных солнечных затмений 1936, 1941, 1945, 1952, 1954,
влгп т1?’’ КОГ^алВ ПОЛОСУ полного затмения снаряжались экспедиции
вА1 о. Члены ВАГО, участвуя в общесоюзной программе наблюдений
полных затмении, при благоприятных условиях погоды успешно спра¬
влялись с различными заданиями (фотографирование солнечной ко¬
роны, фотографическая фотометрия и колориметрия внешней короны,
киносъемка спектра вспышки, актинометрические, метеорологичес-
^л“йТВИМеТрИЧаСК.Ие «аблюАения- определение границы полосы
олнои фазы и т. д.) В наблюдений затмения 30 июня 1954 г. участ-
ZX ВАГП ФеВРаЛЯ 1961 Г' ~ 15 ВАГО, причем пГиии-
ц ативе ВАГО во время последнего затмения выполнялось определе-
™е/раНИЦ луннои тени с помощью большого числа специально пол¬
овленных наземных наблюдателей, а также летчиков ВВС. Не при¬
ходится сомневаться в том, что и в дальнейшем любители астрономии
250
будут принимать активное участие в наблюдениях солнечных затме¬
ний Однако нельзя мириться с ослаблением внимания к регулярным
наблюдениям Солнца. На это, в частности, неоднократно указывал
профессор С. К. Всехсвятский. Кроме простейших подсчетов чисел
Вольфа и определения гелиографических координат пятен и факелов,
следует практиковать исследование вращения пятен, длительности их
существования, движения в группах пятен, изучение закономерностей
развития активных областей. Любители могут также включиться в
обработку солнечных наблюдений, выполненных на астрономических
обсерваториях с помощью хромосферно-фотосферных телескопов.
До последнего времени любители астрономии в нашей стране не
занимались наблюдением явлений в солнечной атмосфере. Лишь не¬
давно Крымская юношеская обсерватория приобрела специальный
прибор — спектрогелиоскоп, позволяющий организовать патруль вспы¬
шек в период МГСС. Между тем опыт зарубежных любителей ас¬
трономии свидетельствует о возможности самостоятельного изготов¬
ления простейшего протуберанц-спектроскопа, спектрогелиоскопа
и т. п. Создание этих приборов поможет любителям астрономии
включиться в наблюдения протуберанцев и структуры хР°м°сферь1
по темам, которым уделяется недостаточное внимание на профессио¬
нальных обсерваториях.
Луна и планеты. Луна наиболее доступна для визуальных и фото¬
графических наблюдений. Кроме познавательного значения, лю и-
теХие наблюдения Луны могут иметь определенную научную Цен¬
ность. Лунная поверхность не мертва: едва уловимые изменения
ней неоднократно отмечались наблюдателями прошлого и нынешнего
века Причина изменения вида некоторых кратеров, формы и разме¬
ров темных и светлых пятен, расположенных в областях лунных гор,
а также на дне «морей», «заливов», кратеров и цирков, еще не выяс¬
нена, а потому очень важно дальнейшее накопление наблюдательных
данных. Кроме того, внимательный осмотр лунной поверхности при¬
водит иногда к обнаружению некоторых закономерностей в распо¬
ложении деталей лунного рельефа.
Так, несколько лет назад московский художник М. М. Шемякин
открыл цепочки лунных кратеров, расположенных по дугам с~ пра¬
вильным убыванием диаметров кратеров цепочки и расстояний ме-
жду ними.
Отдельные любители астрономии занимаются картографированием
лунной поверхности, вопросами ориентировки на поверхности Луны
и т; д. Ростовский инженер П. Ф. Сабанеев и врач из Иванова
А. М. Беневоленский проводят интересные эксперименты по моде¬
лированию лунных кратеров и цирков.
При наблюдениях планет (Юпитер, Марс, Венера) любители, как
правило, ограничиваются зарисовками их вида. Несмотря на субъек¬
тивность и неточность этого метода, он и сейчас еще может оказаться
251
плодотворным, поскольку даже на фотографиях планет, полученных
с больших телескопов, видно не так уж много деталей. Терпеливым
и внимательным наблюдателям нередко удается выждать редкие мо¬
менты прозрачности земной атмосферы и сделать в это время цен¬
ные зарисовки. Можно привести ряд примеров, когда таким путем
были получены результаты, имеющие научное значение. Так, по мно¬
голетним наблюдениям полос Юпитера любителям астрономии уда¬
лось установить, что максимум ширины северной экваториальной
полосы совпадает с минимумом ширины южной экваториальной по¬
лосы, и наоборот. Любителями открыт эффект систематических от¬
клонений фаз Венеры от теоретических значений и исследована за¬
висимость этих отклонений от величины фазы. Во время последнего
великого противостояния Марса (1956 г.) был получен обширный фо¬
тографический и визуальный материал, который позволил провести
исследования таяния полярной шапки, изменения яркости и цвета об¬
ласти Аргир, изменения контраста морей и материков. В недавно из¬
данном Академией наук СССР «Атласе рисунков Марса» содержится
около двухсот рисунков астрономов-любителей Москвы, Волгограда,
Одессы, Куйбышева и других городов.
Центром любительских наблюдений Луны и планет является воз¬
главляемый В. А. Бронштэном планетный отдел Московского отделе¬
ния ВАГО.
Таким образом, даже из приведенного краткого очерка деятель¬
ности советских любителей астрономии видно, что существует много
научных задач, решение которых актуально и доступно любителям.
В будущем тематика любительских наблюдений может быть углубле¬
на и расширена. Любителям следует заняться массовым наблюде¬
нием лунных затмений, затмений звезд Луной, затмений галилеевых
спутников Юпитера, наблюдениями комет, болидов, искусственных
спутников Земли. Более деятельное участие любители могли бы при¬
нять и в сборе метеоритов. Кроме того, отдельные астрономы-люби¬
тели могут включиться в разработку ряда историко-астрономических
тем. Этот перенень может быть продолжен, поскольку новые темы
любительских работ нередко возникают в процессе плодотворного
общения специалистов и любителей. Так, например, недавно профессор
К. ф. Огородников сумел привлечь юных ленинградских астрономов
к некоторым вопросам обработки фотографий внегалактических объ¬
ектов.
Успешное развитие любительской астрономии в нашей стране
определяется не только «стихийным» интересом к этой науке, но за¬
висит, кроме того, по крайней мере от двух обстоятельств.
Прежде всего необходимо заинтересовать в работе ВАГО как мож¬
но больше астрономов-специалистов, почетным общественным долгом
которых является научное руководство деятельностью любителей. Не
следует забывать, что любители астрономии могут явиться плодотвор-
252
ным источником пополнения рядов специалистов людьми, страстно
преданными науке. А ведь нередко именно этой преданности науке
и стремления к знаниям, к сожалению, не хватает студентам, специа¬
лизирующимся в области астрономии!
Не менее важен вопрос технического оснащения астрономов-люби¬
телей. Любители астрономии нуждаются в телескопах. В настоящее
время все большее развитие получают народные обсерватории, ин¬
струментами которых могут пользоваться любители. Особенно пер¬
спективным является распространение опыта любительского теле-
скопостроения: создаваемые любителями телескопы-рефлекторы уже
в недалеком будущем образуют солидный инструментальный арсенал
астрономов-любителей.
В заключение отметим, что значение любительской астрономии в
нашей стране определяется не только научными результатами астро¬
номов-любителей и возможностью выявления молодых кадров, име¬
ющих склонность к научно-исследовательской работе. Многие люби¬
тели астрономии — энергичные пропагандисты астрономических зна¬
ний среди широких слоев населения. В городской и особенно сельской
местности демонстрация небесных светил в телескоп, объяснение на¬
блюдаемых небесных явлений, беседы о достижениях современной
астрономии и т. д. имеют важное значение для формирования мате¬
риалистического мировоззрения и атеистического воспитания трудя¬
щихся. С этой точки зрения общественная профессия «астроном-лю¬
битель» представляет особый интерес и заслуживает самого широ¬
кого распространения.
В. В. БАЗЫКИНГ
астроном
В АМЕРИКАНСКИХ
ПЛАНЕТАРИЯХ
Весной 1959 г. мне довелось участвовать на международном съез¬
де директоров планетариев, происходившем в США,
Важнейшие вопросы, связанные с работой планетариев во всем
мире,— это содержание лекций, их организация и техническое осна¬
щение. Различные планетарии решают эти вопросы -каждый по-сво¬
ему, обмениваясь друг с другом опытом на специальных съездах. Та¬
кие съезды давно стали традицией в нашей стране и в США. Однако
до недавнего времени практически не существовало прямого контакта
между ведущими планетариями наших двух стран, если не считать
взаимного обмена некоторыми изданиями и проспектами.
Тем более ценной является инициатива, •проявленная Нью-Йорк¬
ским планетарием, который предложил организовать у себя в мае
1959 г. первую встречу директоров всех больших планетариев мира.
Одно из приглашений было направлено в Москву. Так мне пришлось
стать участником этого интересного съезда.
Массивное здание Нью-Йоркского планетария из темно-красного
кирпича увенчано сферическим медно-зеленым куполом. Оно распо¬
ложено на углу узкой улицы, упирающейся в Центральный парк, и
отделено от нее небольшим сквером. Никаких украшений, кроме бе¬
254
лых полосок вокруг узких окон с бронзовыми решетками и двух
белых мачт с государственными флагами перед фасадом Планетарий
не имеет. С улицы, через сквер, к Планетарию ведут плавно изогну¬
тые аллеи, устланные красным и белым кирпичом, до блеска отпо¬
лированным шинами школьных автобусов и автомобилей.
В прохладном вестибюле, освещенном специальными лампами,
огромный портрет Чарльза Хейдена, на чьи средства был приобретен
у фирмы Карл Цейсс аппарат «Планетарий».
Здесь же выполненные в бронзе слова Хейдена: «Я полагаю, что
Планетарий не только место развлечения или учебы, но что он дол¬
жен дать более живую и яркую оценку величия Вселенной и веру
в то, что должна существовать значительно большая сила, чем сам
человек, которая руководит удивительными явлениями, ежедневно
происходящими во Вселенной». По-видимому, сотрудники Планета¬
рия призваны выполнять эту программу, а посетители, еще не побы¬
вав на лекции, обязаны заранее воспринять идею о централизован¬
ном управлении миром.
После ослепительного нью-йоркского солнца, горячего влажного
воздуха и шумных тесных улиц — полумрак просторного вестибюля,
его тишина и приятная прохлада кондиционированного воздуха ка¬
жутся особенно неожиданными, настраивают на что-то необычное.
Этому немало способствуют гигантские панно на стенах, написан¬
ные по мотивам индейской мифологии. Птица — Гром с бурей в ког¬
тях мечет молнии; поднимается заря, кар: гигантский костер, в ко¬
тором пляшут духи белых людей; сверкающий Бог — Солнце дого¬
няет очаровательную Богиню — Луну; по команде творца звери
ныряют на дно океана, чтобы принести грязь, из которой будет соз¬
дана суша.
Такой же полумрак и дальше — в Зале Солнца, в длинных выста¬
вочных коридорах, опоясывающих главный круглый лекционный зал.
Освещены только сияющие чистотой полы, покрытые пластиком,
и экспонаты, большинство которых сами по себе являются источни¬
ками света. Этих разнообразных экспонатов на двух этажах великое
множество, и каждый из них оригинален и доходчив.
«Вы в космическом веке»,— гласит крупная надпись светящимися
буквами. Тройной стенд, созданный одной из авиационных компаний
по заказу Планетария, рассказывает об успехах в освоении космоса.
На орбитах вокруг Земли — маленькие американские и гигантские
советские спутники, советская космическая ракета, ставшая первой
искусственной планетой. Американского спутника Солнца, запущен¬
ного в марте 1959 г., на выставке еще не было. За два с половиной
месяца его так и не успели изготовить. Зато были хорошо показаны
результаты и цели космических исследований, остроумно и доход¬
чиво представлены разные методы определения температуры атмо¬
сферы, исследования космических лучей, солнечного излучения.
255
Вот пять крупных циферблатов на фоне пейзажей Земли, Луны
планет и Солнца. Вы становитесь на площадку перед одним из них
и видите ваш вес на разных небесных телах. И каждый раз читаете
четкую надпись название фирмы, изготовившей этот интересный
экспонат и в то же время не забывающей о рекламе.
Другие весы — в зале метеоров. На их платформе лежит Гренланд¬
ский метеорит, второй по величине в мире. Стрелка на циферблате
(фирма такая-то...) показывает вес: 36,6 т. Можно подняться на плат¬
форму и стать рядом с метеоритом, тогда стрелка соответственно
сместится. Платформа и сам метеорит до блеска отшлифованы при¬
косновениями сотен тысяч посетителей.
Поворот коридора — и невольно хочется отшатнуться: гигантский,
во всю стену, пылающий огненными красками протуберанец ослеп¬
ляет вас в полумраке. Оказывается, ничего страшного нет: солнечный
фонтан нарисован люминофорами и освещен искусно скрытыми
ультрафиолетовыми лампами. Целый зал люминофорных картин: мер¬
цают газовые туманности, извиваются осыпанные звездной пылью
спирали галактик, полярные сияния переливаются фантастическими
красками. Большие планеты как будто повисли в пространстве. Нако¬
нец, посетитель почти шагает по лунной поверхности — такими
объемными кажутся кратеры, трещины и горы лунного пейзажа,
изображение которого заняло всю стену.
Много места предоставлено метеорологии. Датчики термометра,
барометра и флюгера установлены на крыше, а на стенде видны
их показания. Можно снять трубку телефонного аппарата, набрать
номер Института прогнозов и убедиться в точности аппаратуры а
заодно и получить прогноз погоды на ближайшие сутки.
Но самое интересное, несомненно, Зал Солнца с моделью Солнеч¬
ной системы диаметром 12 м. На полу в центре зала — каменный
календарь древних ацтеков. На потолке — матовый светящийся шар —
олнце, а вокруг него движутся по рельсам на соответствующих рас-
стояниях шесть планет со спутниками. Строго выдержано соотно¬
шение периодов их обращения вокруг. Солнца (для Земли — 12 мин
для Сатурна —6 час.) и вокруг осей, так же как и периоды обра¬
щения спутников и наклоны планетных осей. Скрытые от посетителей
лампы создают эффект фаз планет и Луны. На этой модели можно
наблюдать лунные и солнечные затмения, а также смену времен
года на ^емле. На стенах зала — слабо светящиеся фигуры зодиа¬
кальных созвездии. Объяснения в этом зале делает лектор или на
10 минут включается магнитофон.
ллп!п^ОЙе еСТЬ и <<книжный уголок», где можно купить не только
наг^л^КНИЖКл В красивых суперобложках, но и астрономические
пособия, сувениры, проспекты работы Планетария. Можно
риобрести небольшой пластмассовый шар с мелкими отверстиями-
дома его можно включить в сеть, и вы будете иметь свой «планета-
256
рий», который покажет на потолке комнаты основные созвездия и
изменение вида неба с изменением широты и времени суток.
Главный лекционный зал похож на главный зал Московского пла¬
нетария, но вместе с тем имеет и свои особенности.
В центре зала установлен точно такой же аппарат той же фирмы
Цейсс, что и в Москве, но несколько менее совершенный, поскольку
наши конструкторы значительно улучшили германский аппарат.
Основное отличие Нью-Йоркского зала — видимое отсутствие ка¬
кой-нибудь вспомогательной аппаратуры. Нет здесь и черных силуэ¬
тов города вдоль горизонта, нет вращающейся сцены, нет громоздкой
кафедры лектора. Поэтому зал производит впечатление полупустого.
Но вот начинается лекция, уменьшается освещенность, и возникают
панорамы: город днем, город ночью, Центральный парк летом, парк
осенью — пламенеют желтые и красные кроны деревьев, возникают
панорамы Венеры и Юпитера, спутника Сатурна и Антарктиды. Мож¬
но показать Палестину и другие «святые» места — это делается, когда
читаются пасхальные или рождественские лекции.
Панорамы проектируются искусно спрятанной оптической аппара¬
турой и производят незабываемое впечатление. Используя этот опыт,
мы предложили в строившемся в то время Ленинградском планетарии
ввести точно такую же систему проекционных панорам и изготовили
для нее в наших мастерских необходимую аппаратуру и диапозитивы.
Первый опыт был удачен, и ленинградцы теперь могут видеть город
«днем», когда на небе Планетария восходит «Солнце», заливая свои¬
ми лучами панораму прекрасного города-героя.
В больших американских планетариях купол, на который проекти¬
руются звезды, не полотняный, как в Москве или Волгограде, а сталь¬
ной. Тонкие стальные листы имеют около 14 миллионов отверстий —
слишком малых, чтобы в них «проваливались» звезды, но достаточ¬
ных для того, чтобы пропускать звук к поглощающим его устройст¬
вам. Поэтому в зале нет никакого эха, каждое слово лектора слышно
отовсюду, как будто лектор говорит в небольшой комнате, а звуча¬
ние музыки — безукоризненное. Подобный купол уже установлен в
Ленинграде, а вскоре будет смонтирован в Москве и Киеве.
У нас в лекционном зале места расположены так, что зрители
хорошо видят южную часть неба, где развивается основное действие
«звездного театра»: движения планет, Луны, Солнца. Сюда же лек¬
тор проектирует диапозитивы, поясняющие излагаемый материал. По¬
этому на кафедре лектора сосредоточено не только управление всей
аппаратурой, но и укреплены два больших проекционных фонаря.
В Нью-Йорке все сделано по-иному. Зрители сидят на мягких
креслах, расположенных концентрически вокруг аппарата. Полови¬
на из них сидит спиной к востоку, другая половина—лицом к за¬
паду. Одной половине хорошо видна восточная часть неба, другой —
западная.
257
Диапозитивы проектируются из скрытых за куполом фонарей од¬
новременно на восток и запад. Лектор освобожден от манипуляций
с фонарями: ему остается лишь включать лампы или моторы для
смены сюжетов. Но ни одного лишнего диапозитива лектор уже не
покажет и не сможет пропустить ни одного из них. Лекции на дан¬
ную тему становятся похожими одна на другую, хотя и читаются
разными лекторами*. В этом есть свои положительные и отрицатель¬
ные стороны.
В остальном техника лекционного зала уступает нашей. Мы име¬
ем значительно больше аппаратуры, а наш «восход Солнца» несрав¬
ненно эффектнее. Есть в планетариях США еще один прибор, ко¬
торого пока нет в Московском планетарии. Это трансфокатор — объ¬
ектив с переменным фокусным расстоянием, позволяющий менять
величину изображения на экране. Об использовании этого прибора
мы расскажем, когда речь пойдет о Филадельфийском планетарии.
В Нью-Йоркском, как и во всех других планетариях США и в
большинстве планетариев западных стран, тематика лекций необы¬
чайно ограничена. В течение 1—2 месяцев здесь читается одна и
та же лекция. За год сменяются двенадцать лекций. Для школьников
читаются особые лекции, не входящие в это число. Как известно,
в советских планетариях, а также в планетариях Чехословакии, Поль¬
ши, ГДР — одинаковые темы, как правило, не ставятся подряд одна
после другой, а тематика содержит 50—60 лекций по астрономии,
10—20 — по географии, 10—20 — по физике. Кроме того, в наших пла¬
нетариях часто выступают выдающиеся ученые — советские и зару¬
бежные. Этого не бывает в планетариях западных стран.
Не этим ли объясняется относительно низкая посещаемость за¬
рубежных планетариев?’ Так, в Нью-Йоркском планетарии в 1958 г.
число платных и бесплатных посетителей составило 616,5 тысячи.
В других американских планетариях это число было в 2—5 раз мень¬
ше. В среднем на сеансе занято 18—20% мест в зале. Планетарий в
Лос-Анжелосе в 1958 г. поставил рекорд для США: его посетили
750 тысяч человек. «Рекорд» Московского планетария—987 тысяч
человек, а вообще у^ нас бывает не менее 750—850 тысяч человек
в год.
В лекциях, которые мне удалось послушать, добросовестно, увле¬
кательно и доходчиво излагается основное научное содержание, хотя
это делается в объективистском, просветительском духе. Из лекций
слушатель может сделать вывод и о том, как всемогущ творец, как
мудро он создал мир.
В пасхальных лекциях рассматривается вероятность даты рожде¬
ния Христа, в рождественских—делаются попытки научно истолко¬
вать появление Вифлеемской звезды. Но ни одна из этих лекций не
* В 1961—1964 гг. в Нью-Йоркском планетарии читалось по шесть лек¬
ций, каждая в течение двух месяцев.
258
имеет целью показать материальное единство мира. Иначе американ¬
ские планетарии могли бы лишиться значительной части своих слу¬
шателей. И тем не менее удивляет фраза, открывающая ежегодно рас¬
писание лекций в Планетарии города Чепель-Хилл: «Небеса провоз¬
глашают славу богу и утверждают сотворение им небесной тверди»...
Каждое утро участники съезда спускались на лифтах с верхних
этажей отеля Альден, окна которого выходят на зеленый Централь¬
ный парк, и пили кофе из картонных стаканчиков в одной из про¬
хладных и стерильно чистых комнат Планетария. В соседнем поме¬
щении, освещенном люминесцентными лампами, были составлены
большим квадратом узкие столы. За ними рассаживались все 30 участ¬
ников съезда и их переводчики. Позади располагались гости и со¬
трудники Планетария и Музея естественной истории, при котором
существует Планетарий, а в центре квадрата все время работал маг¬
нитофон.
Следует отметить, что директор Нью-Йоркского планетария До-
зеф Чемберлен, его помощник Томас Никольсон, главный механик
Джон Тума и все сотрудники не только отлично провели всю орга¬
низационную работу, но и постоянно оказывали участникам съезда
внимание и помощь. Это целиком относится к сотрудникам и руково¬
дителям планетариев в Филадельфии и Бостоне, посещение которых
было предусмотрено программой съезда. Участники съезда имели
полную возможность ознакомиться с оборудованием и организацией
работы в этих планетариях, обстоятельно побеседовать друг с другом
за непременным утренним кофе, за коллективным обедом и ужином,
во время поездок в машинах по городам Америки, осматривая досто¬
примечательности Нью-Йорка и, наконец, на заключительном пик¬
нике, устроенном Д. Чемберленом у себя дома, на берегу Лонг-Ай¬
ленда.
Кроме представителя Советского Союза на съезде присутство¬
вали еще два делегата из социалистических стран. Это были доктор
Иозеф Салабон, директор Планетария в Хожуве, и заместитель ди¬
ректора Йенского планетария Ганс Бек. Из Западной Германии было
три~ представителя, в том числе старейший участник съезда Иоганн
Мейер, директор Гамбургского планетария. Были делегаты планета¬
риев Англии, Италии, Голландии, Бразилии и Уругвая, остальные —
сотрудники планетариев США.
Все дискуссии, несмотря на различие в названиях, сводились к
одному — участники съезда рассказывали о работе своих планета¬
риев, особое внимание уделяя работе со школьниками, которые со¬
ставляют 40—70% посетителей большинства зарубежных планета¬
риев. Много бывает школьников и у нас, но не они составляют основ¬
ной контингент посетителей. Кроме того, у нас не возникает особых
проблем в работе с ними: мы просто способствуем лучшему усвое¬
нию астрономии, физической географии и физики в школах, читаем
259
лекции по физике и математике для готовящихся в вузы и имеем
большие астрономические кружки. Иное дело в США или в Голлан¬
дии, где каждая школа имеет свою программу, а иногда и вовсе не
имеет определенной программы, и учителя согласовывают содержа¬
ние уроков с... самими учениками.
Поэтому организаторы лекций для учащихся вынуждены объеди¬
нять школы со сходными программами и читать для них особые кур¬
сы лекций. Помимо этого ведется разнообразная работа с учащимися
и студентами, интересующимися астрономией. Для них существуют
специальные циклы, созданы мастерские, в которых школьники мо¬
гут работать над самодельными приборами или телескопами. В США
много любителей телескопостроения, и на ежегодных съездах быва¬
ют сотни представителей с изготовленными собственноручно теле¬
скопами.
Все это хорошо, но не может заменить тех разнообразных форм
пропаганды, которую мы считаем необходимым вести у нас.
Участники съезда с огромным интересом узнали о лекциях вне
Планетария — в клубах, на предприятиях, в колхозах, парках куль¬
туры, которые мы организуем у себя, работе агитавтобусов, об астро¬
номической площадке, о массовом наблюдении искусственных спут¬
ников Земли. Некоторые американские планетарии имеют прекрас¬
ные обсерватории, но в Нью-Йорке нет ни обсерватории, ни астро¬
номической площадки. Естественно, что в США не ведется ника¬
кой работы вне планетариев, а в самих планетариях нет ни вече¬
ров вопросов и ответов, ни устных журналов, ни лекций с де¬
монстрацией физической аппаратуры. Поэтому сообщения о работе
планетариев в нашей стране слушались с большим вниманием, а по
окончании сообщений, как по команде, поднималось множество рук
представителей, желающих задать вопросы.
В кулуарах расспросы продолжались. Мне все время казалось,
что к представителю Советского Союза все относились с особым вни¬
манием.
Этот интерес к нашей стране, возникший после запусков спутни¬
ков и космических ракет и подогревавшийся ожиданием советской
выставки, был вполне естественным. К тому же одновременно со
съездом в Нью-Йорке. гастролировал балет Большого театра. Чтобы
попасть на спектакль советского балета, американцы платили спе¬
кулянтам по 150 долларов за билет, но и твердая цена была лишь
в 6 раз ниже.
Однажды поздно вечером, прогуливаясь по городу, мы с м-ром
Чемберленом оказались у здания Мэдисон сквер Гарден, где только
что закончился очередной спектакль Большого театра. Мимо нас из
широких дверей шли тысячи счастливцев, сталкиваясь с прохожими.
Это были представители различных слоев населения. Но долго еще
их можно было легко отличить: шли они необычайно медленно, и
260
каждый из них держал в руках программу балета с крупной фото¬
графией Большого театра. Видимо, они были покорены советским
искусством.
Интерес и уважение к Советскому Союзу проявляла не только
интеллигенция, с которой мне пришлось встречаться и которая иро¬
нически относится и к американскому телевидению, и к кино.
Шофер такси несколько минут прислушивался к разговору, кото¬
рый мы вели в машине с атташе советского посольства при ООН
Владимиром Устиновым. Потом он сделал несколько неудачных по¬
пыток угадать нашу национальность, проявив при этом и фантазию
и некоторые лингвистические познания. Когда же мы назвали свою
страну, шофер обернулся к нам и долго с большим вниманием рас¬
сматривал нас, удивленно повторяя «Рашн?!». Только присущее аме¬
риканцам искусство вождения автомашин спасло нас от неминуемой
катастрофы. Затем он демонстративно выключил счетчик.
Хозяин фотографического магазина, показывая нам складные шта¬
тивы, заинтересовался маркой еще невиданного здесь советского фо¬
тоаппарата «Старт». Далекий в своих мыслях от России и вместе
с тем не допуская, что подобная камера может быть американской,
он спросил, не немецкая ли она, затем — не японская ли, и на мой
отрицательный ответ сделал большие глаза. Услышав, что аппарат
советский, хозяин оглушительным криком созвал всех своих сотруд¬
ников. Названия аппарата «Старт» и объектива — «Мир» показались
им символичными, а превосходное качество было высоко оценено.
В каждом американском планетарии на лекциях об освоении кос¬
моса используются различные эффекты, но всегда по искусствен¬
ному небесному своду движется среди звезд маленькая яркая точка,
и всюду она называется одинаково: «Спутник уан» — «Первый
спутник». Не «Авангард», не «Эксплорер», не «Дискаверер», а «Спут¬
ник уан». На всех схемах Солнечной системы в планетариях и в
двух астрономических обсерваториях, которые мы посетили, нане¬
сена орбита «десятой планеты» или «Мечты», как она здесь иногда
называется, и стоит дата: 2 января 1959 года.
В Бостонском планетарии нет Зала Солнца, но есть небольшая,
метра три в диаметре, модель Солнечной системы. Планеты-шары по¬
крыты люминофорами и светятся в темноте, двигаясь вокруг желтой
матовой лампочки — Солнца. Экскурсовод указывает каждую пла¬
нету светящейся стрелкой и предлагает вспомнить их названия. Ког¬
да же после Земли слушатели называют Марс, экскурсовод преры¬
вает их: «Вы забыли новую планету»,— говорит он, и тут в темноте
вспыхивают огненно-красным цветом тесно сплетенные серп и
молот. Это экскурсовод достал и поднес к лучам ультрафиолетовой
лампы экспонат, встреченный дружными аплодисментами. Изготов¬
ленная из какой-то пластмассы эмблема носит явные следы частого
употребления.
261
гтлП окончания дискуссий съезда, продолжавшихся три дня со¬
стоялось посещение планетариев в Филадельфии и Бостоне
Филадельфииский планетарий является частью большого Йнститу-
чагт^едИ франклина- так же как Нью-Йоркский планетарий-
частью Американского музея естественной истории. Институт имени
Франклина работает с 1824 г. Это по сути дела огромный ^зей Со
трудники института ведут разнообразную научную работу. В залах
музея собраны богатейшие коллекции по истории техники и естест¬
венных наук. На крыше здания — общедоступная обсерватория с
25-сантиметровым рефрактором и станция для оптических наблюде-
™ ^тников п? программе МГГ. В пролете лестниц повешен маят¬
ник фуко длиной 25 м и весом в 1 т. Однако при нашем посещении
он был плохо запущен и выписывал восьмерку, никак не доказывая
вращения Земли.
К нашему приезду институт выпустил особую листовку, в которой
подчеркивалось, что в число делегатов входят директоры планета¬
риев России, Польши и ГДР. В отличие от остальных делегатов наши
имена были названы.
у ВХО^ в ИНСТИТУТ пас встретил первый экспонат — управляемый
снаряд «Матадор». В самом институте мы увидели несравненно более
интересные экспонаты, в их числе — настоящий паровоз с тендером
один из самых крупных в мире. Можно стать на место машиниста
и, выпустив сжатый воздух в цилиндры, проехать несколько метров
вперед и назад. Интересна коллекция часов от древнейших солнечных
и песо 1ных до ультрасовременных — с заводом от фотоэлемента.
есть даже часы, показывающие время и календарь не только на
Земле, но и одновременно на Марсе, где сутки на 37 минут длиннее
земных, а год содержит 687 наших суток. Изобрел эти часы директор
и лектор Филадельфийского планетария И. Левитт, автор ряда инте¬
ресных книг и научных работ по астрономии, в том числе гипотети¬
ческой карты обратной стороны Луны, оказавшейся более близкой
к действительности, чем аналогичная карта английского астронома
Большинство экспонатов предоставлено музею фирмами бесплат¬
но, в расчете на рекламу. Планетарий подарен институту в 1933 г
мыльным королем Фелсом, откуда и происходит его название —
Фелс-Планетарии.
В Филадельфии нам повезло: зал Планетария был полон. В основ-
ом это были школьники 10—13 лет. Многие мальчики и девочки
были вооружены дешевыми фотоаппаратами с одноразовыми вспыш¬
ками, так что в залах Планетария все время «сверкали молнии», а
первыми словами лектора — И. Левитта — была просьба прекратить
фотографирование. F 1
Лекция называлась «Станция назначения — Сатурн». Все мы успе¬
ли проникнуться уважением к содержательным выступлениям И. Ле-
262
витта на съезде, с интересом беседовали с ним в кулуарах, а позже
я с удовольствием прочел несколько его книг и статей. Однако его
лекция, по-видимому, никого из участников съезда не удовлетвори¬
ла. Прежде всего в ней не были использованы возможности Плане¬
тария, хотя были показаны и некоторые новшества. Так, за полу¬
прозрачным перфорированным куполом были установлены десятки
вертикальных цепочек разноцветных ламп — красных, желтых, зе¬
леных, которые в течение почти всей лекции непрерывно мигали, что
в конце концов утомило слушателей. В одном месте — также из-за
купола — был показан «пульт управления» космическим кораблем с
бегущим по экрану лучом радиолокатора и десятками вспыхивающих
лампочек, как на пульте вычислительной машины. И это устройство
действовало почти непрерывно. Неоднократно включалась какофония
звуков, имитирующих настройку приемника. Свист и вой беспощадно
резали слух. Но самым странным и удивительным образом был по¬
казан трансфокатор. На экране появился в кружке маленький лун¬
ный кратер. Вдруг он начал быстро и угрожающе расти, а лектор
сообщил, что управление нашим межпланетным кораблем вышло
из строя и мы падаем на Луну. Впечатление в самом деле было
сильным, а лектор все громче кричал: «Падаем! Падаем!» И, нако¬
нец, когда кратер вырос почти до размеров купола, в центре зала
сверкнула ослепительная электронная фотовспышка, после чего зал
погрузился в кромешную тьму. Испуганные дети громко визжали.
Оказалось, что подобные эффекты применяют и другие планетарии
США. Лекторы, по-видимому, убеждены, что посетители, воспитан¬
ные кинофильмами и телевидением, перестали бы посещать плане¬
тарии, если бы им время от времени не преподносили подобные
острые ощущения.
Бостонский планетарий Хейдена имеет первый аппарат, целиком
изготовленный в США. Его конструкторы братья Коркош проявили
немало смелой выдумки и создали монументальное и несколько гро¬
моздкое сооружение. Директор Планетария Джон Паттерсон с не¬
большим штатом лекторов ведет работу в более строгих традициях.
Тематика включает около 20 лекций, и темы меняются еженедельно.
Аппарат братьев Коркош дает свыше 9600 звезд — немного боль¬
ше, чем аппарат Цейсса. Главная особенность аппарата — возмож¬
ность включения отдельно самых ярких звезд первой и второй ве¬
личины. Их всего 88, и каждая воспроизводится особой оптической
системой. К ним можно «подключить» звезды третьей и четвертой, а
затем отдельно пятой и шестой величин. Можно выключить яркие
звезды, и тогда ни одно созвездие нельзя узнать, мы как бы пере¬
носимся в другую часть Галактики.
Очень удобен лекторский пульт, на котором сосредоточено управ¬
ление всей аппаратурой и звуковыми эффектами. Когда де¬
монстрируется взлет ракеты, расположенные за куполом динамики
263
воспроизводят шум ее движения и звук идет в точности из того ме¬
ста, где находится ракета. Другая система динамиков воспроизводит
шум поезда — он как бы катится по горизонту вокруг.
На пульте три циферблата часов, счетчики срока существова¬
ния ламп, предупреждающие о необходимости их замены в связи с
истечением гарантийного срока. Это почти исключает возможность
перегорания ламп во время лекции.
Как и в других планетариях, на горизонте нет силуэтов города.
Но когда наступает вечер, на горизонте появляются многочисленные
огни зданий и реклам. Тут и сине-красный «Пепсисеркл», и вез¬
десущий «Шевроле», рекламы лучшего пива, сигарет и т. п. Оказы- '
вается, все кольцо с силуэтами поднимается и опускается в проме¬
жуток между стеной зала и куполом с помощью гидравлических
подъемников. Все устройство не стоило Планетарию ни цента: его
смонтировали и построили фирмы, заинтересованные в рекламе сво-
их товаров среди посетителей Планетария.
Диаметр зала 18 м. Он рассчитан на 276 мест. В фойе — обширная
выставка. Центральный экспонат — большая люминесцентная пано¬
рама Луны. Как только Бостонский планетарий получил от нас в по¬
дарок брошюру «Первые фотографии обратной стороны Луны» спе¬
циальный стенд был посвящен этим снимкам. Стенд был озаглавлен:
«Первые фотографии обратной стороны Луны, полученные прямо из
Москвы». Здесь разместились фотокопии страниц книги, русский ал¬
фавит и русско-английский словарь для желающих прочесть их са¬
мостоятельно.
Диапозитивы, применяемые в американских планетариях, изготов¬
ляются на цветной обратимой кинопленке и имеют размеры 5X5 см.
Пленка «Кодахром» дает довольно плотное изображение, фонари
снабжены миниатюрными 500-ваттными лампами и диапозитивы вы¬
глядят на экране отлично. Цветные рисунки к диапозитивам делает
в Нью-Йорке Гельмут Виммер^ по происхождению немец, бывший у
Н^гДпЛеН^ В° вРемя Великой Отечественной войны. О пребывании
в СССР он сохранил самые лучшие воспоминания.
Однажды за утренним кофе мне удалось услышать, как он горячо
уверял соседа, что тот не знает русских. Русские, говорил он, ничего
не пожалеют для друга — ни последней рубашки, ни даже жизни. Он
подарил мне несколько десятков диапозитивов по своим сюжетам и
несколько хорошо иллюстрированных им астрономических книг. Во¬
обще подобных подарков было столько, что за багаж в самолете, не¬
смотря на скидку, пришлось доплачивать значительную сумму.
Не менее теплое отношение ко мне, как представителю Советского
Союза, проявил миллионер Адлер, на средства которого существует
большой Чикагский планетарий — монументальное сооружение с ин¬
тересными выставками и обширной программой.
Г-н Адлер прежде всего извинился за своих сотрудников, несвое¬
264
временно ответивших, на наше письмо несколько лет назад, и столь же
любезно, сколь и настойчиво, пригласил в Чикаго, причем гарантиро¬
вал продление визы, а в качестве транспорта предлагал свой самолет.
Г-н Адлер также не впервые встречался с русскими — он имел связи
с нашими интендантами в годы войны.
Съезд директоров планетариев, несомненно, принес его участни¬
кам большую пользу, обогатил технику планетариев, а тем самым
позволил улучшить качество лекций. Этому способствует наша про¬
должающаяся переписка с обменом некоторым опытом. У нас уже
сделаны и делаются некоторые новые аппараты. Расширил зал и из¬
менил выставку Нью-Йоркский планетарий, и теперь, как выразился
г-н Т. Никольсон, они попытаются «догнать Москву».
. Главное же, что получили все мы от съезда, — убеждение в том,
что наше сотрудничество должно быть еще более тесным, что оно
принесет огромную пользу миллионам наших слушателей. Но все это
возможно только при условии дружественных отношений между на¬
шими странами, при условии мира на Земле.
ВИКТОР КОМАРОВ,
ВЛАДИМИР ШРЕЙБЕРГ
ОТСТУПЛЕНИЕ ХРОНОСА
Научно-фантастический рассказ
За прозрачной стеной кабинета синели горы.- Их серебряные вершины
быстро таяли, растворяясь в стремительно сгущавшемся сумраке южной
ночи, и постепенно сливались с небом. Один за другим, навстречу зажи¬
гавшимся в небе звездам, раскрывались купола астрономических башен.
Взгляд Романова скользнул по знакомой панораме и задержался на
одной 1из дальних вершин, где равномерно вспыхивал рубиновый ого¬
нек— космический маяк. Суждено ли ему увидеть этот свет Земли, когда
он будет возвращаться на родную планету? Впрочем, ведь еще ничего
не решено и все зависит от него. Только от него.
Романов вдруг поймал себя на том, что застывшие громады гор уже
не в первый раз заставляют его думать о времени.
Время... Оно до сих пор не отступает перед людьми. В этом есть
мысль: живи он в Древней Греции, наверняка из всех богов поклонялся
бы одному, самому могущественному — Хроносу — времени.
Романов подошел к столу и задумчиво посмотрел на маленькую брон¬
зовую скульптуру, прижимавшую стопку бумаги. Древний художник изобра¬
зил зловещую фигуру Хроноса, занесшего свою смертельную косу над
головой старого мастера. Изделие, которое тот только что держал в ру¬
ках, уже упало к его ногам. Работа так и останется незаконченной...
Романов вспомнил, как двадцать лет назад он поставил у себя на столе
эту скульптуру, чтобы она постоянно напоминала ему о цене уходящих
минут и часов... Время — единственная функция в природе, которая всегда
возрастает, — так говорят математики. Романов усмехнулся. А сейчас эта
«функция» подбирается к нему самому. Сорок шесть! Прожито много, а что
сделано? Успеет ли он теперь?
Сегодня ему предстоит принять решение. Если все обойдется благо¬
получно, звездолет покроет расстояние в обе стороны за пять лет неза¬
висимого времени. Но на Земле пройдет двадцать два года... Двадцать
два... Не так-то легко распорядиться почти четвертью своей земной жизни...
Романов вернулся к окну. Темнота уже сгустилась, и очертания гор
едва угадывались.
266
«У них свой счет времени,—подумал Романов,—они возвышаются над
морем долгие тысячи лет, безмолвные, безучастные... и простоят еще
тысячи». А ему природа отпустила совсем немного. Как-то несправедливо...
Из-за края горы выполз красноватый диск Луны, и мысли Романова
приняли другое направление. Он вспомнил памятный день. Как давно
это было!
...На экране далекое, родное Лидино лицо. Помехи колышут его, слов¬
но отражение в воде, и от этого оно кажется еще более далеким.
— Андрей! Ты слышишь меня, Андрей? — звучит голос Лиды. — Ты прие¬
дешь? Ты вернешься с февральской ракетой? Я жду, слышишь?
— Нет, Лида. Я вернусь через год. Ты же знаешь. Не будем говорить
об этом.
— Но я не хочу ждать... год.
— Ты можешь прилететь ко мне... сюда.
— Но я не хочу жить там. Я земная. Пойми же ты меня, наконец,
я люблю воздух, море, снег. Я не хочу жить в скафандре... Я не хочу
жить на Луне!.. Что же ты молчишь?
— Что же я могу сказать тебе?
— Ты меня любишь?
Романов помолчал. Он избегал говорить о своих чувствах. О чувствах
надо молчать. Он представил, что сейчас их разговор невольно слушают
операторы на Земле, на промежуточной и лунной станциях, и даже по¬
краснел от смущения.
, Наконец, он с трудом выдавил:
- Да...
— Узнаю тебя,— волнистая рябь пробежала по экрану, лицо Лиды
заколыхалось, и Романову показалось, что она плачет. Но в ее голосе
неожиданно прозвучали задорные нотки.
— А я люблю тебя! Люблю! И пусть об этом знает вся Вселенная.
И буду ждать тебя, год, два. Но на Земле...
Экран погас, прежде чем Романов успел ответить. Было девять часов
утра: лунная станция жила по московскому времени. Начинался рабочий
день. Сегодня Романову предстоял нелегкий путь в дальнюю обсервато-'
рию. Дорогу к обсерватории проложить еще не успели, а местность —
не дай бог — трещина на трещине.
В выходном помещении Романов надел скафандр, прикрепил шлем
и, проверив на контроле герметичность костюма и подачу кислорода, про¬
шел в выпускной шлюз. Плавно скользнула вниз массивная заслонка, и
Романов на несколько минут оказался запертым в стальной коробке. Он
почувствовал, как раздувается скафандр — в камере падало давление. Еще
через минуту поднялась вторая заслонка, выпуская его наружу...
Вездеход уже ожидал его. Романов внимательно осмотрел небольшую
приземистую машину с широкими гусеницами и втиснулся в кабину. Завел
двигатель, включил рацию. Настроился на радиокомпас и затребовал курс.
Получив отзыв, перевел рычаг движения и нажал ходовую кнопку. Теперь
можно было приподнять крышку шлема: в кабине было собственное кис¬
лородное питание.
Управление машиной не требовало особого внимания: автоматика ра¬
ботала надежно. Надо было только следить за контрольными приборами.
Поэтому мысли Романова очень скоро опять вернулись к Земле, к Лиде.
Все это вдруг стало казаться каким-то далеким, почти нереальным...
Неожиданный резкий толчок бросил Романова на приборную доску.
Падая, он успел заметить, как впереди пронеслась какая-то тень.
«Идиот, не привязался ремнями»,— мелькнула мысль.
Вездеход остановился и начал медленно оседать на правый бок.
Неужели метеорит? Крен быстро . увеличивался, и Романов схватился
267
обеими руками за стальную скобу. Вездеход завалился набок, потом,
словно нехотя, перевернулся вверх гусеницами, сделал с размаху еще
один оборот и остановился в нормальном положении. Освещение в каби¬
не погасло. Романов почувствовал, как автоматически захлопнулась крыш¬
ка шлема—видимо, нарушилась герметизация кабины. Снова вспыхнул
свет — включилось аварийное освещение.
Отпустив скобу, Романов прильнул к смотровой щели. Темно, ничего
не видно. Наверное, щель прикрыл снаружи противометеоритный козырек,
помятый во время аварии. Боковые щели были исправны, но по обе сто¬
роны вездехода возвышались каменные стены.
«Провалился в трещину,— решил Романов.— Надо выбираться». Он то¬
ропливо передвинул тумблер локатора, но экран оставался темным. Тогда,
уже не на шутку встревожившись, он включил рацию — контрольный глазок
вспыхнул на секунду и сразу погас... Аварийный передатчик? Не работает.
Электронный мозг? Тоже нет. Романов попробовал открыть люк, и не
смог — видимо, заклинило. Теперь он был отрезан от станции.
Ждать помощи? Но в этой проклятой щели машину не так-то легко
будет найти. А кислорода осталось всего на пять-шесть часов. Этого едва-
едва хватит, чтобы дотянуть обратно до станции. Спокойно... Прежде всего
надо выбраться на поверхность. Но что там впереди? Что, если пропасть?..
Романов включил двигатель и с облегчением увидел, как поползла
по шкале контрольная стрелка—к счастью, двигатель работал исправно.
Вгрызаясь гусеницами в пористую породу, вездеход рванулся вверх
по крутой стенке, затем резко накренился, и машина, набирая скорость,
устремилась вниз.
«Пропасть!..» — молнией пронеслась мысль, но в следующее мгновение
крен исчез, вездеход выровнялся и, ускоряя ход, понесся по гладкой по¬
верхности.
Романов притормозил. Надо было возвращаться на станцию, и по воз¬
можности быстрее.
И как ни тянуло Романова на роковое место, он сделал порядочный
крюк, чтобы обогнуть опасный участок, перед тем как выбраться на преж¬
нюю дорогу. Еще несколько минут, и какое-то шестое чувство подсказало
Романову, что непосредственная опасность миновала.
Но что дальше? Без передней смотровой щели, без радиокомпаса, без
локаторов вести машину по лунной местности верная гибель.
В этот момент вездеход сильно тряхнуло, и Романов увидел, как вспых¬
нул глазок электронного мозга...
«Радиокомпас...» — мелькнула радостная мысль. И вдруг Романова за¬
хлестнула какая-то странная апатия.
Нет, это не была естественная реакция после острого нервного на¬
пряжения. Что-то другое. Голова сделалась тяжелой, перед глазами запля¬
сали радужные круги. Мысли обрывками проносились в каком-то тумане.
— Компас... компас... он ‘ доведет... включить двигатель...
Напрягая силы, Романов дотянулся до рычага управления, нажал... И в .
это время густая зеленая пелена заволокла глаза...
Около десяти часов вечера сотрудники лунной станции увидели мед¬
ленно ползущую исковерканную машину. Она остановилась у входного шлю¬
за, но из нее никто не вышел...
Люк пришлось вырезать электрической горелкой. В кабине, привалив¬
шись шлемом к приборной доске, неподвижно сидел Романов.
Романов пришел в себя только через несколько часов.
— Метеорит?^—тихо спросил он сотрудников станции, собравшихся
у его постели.
— Метеорит,— кивнул головой маленький коренастый Биленко, старший
астроном станции.— Он задел машину в тот самый момент, когда она шла
168
по гребню. Еще хорошо отделался. Нет, подумать только! — развел он ру¬
ками.— Надо же, такое совпадение. Можно сказать, прямое попадание.
Он говорил, словно извиняясь, как будто это он, Биленко, нес ответ¬
ственность за «поведение» метеорита. Романов улыбнулся.
— Но какой же ты все-таки молодец,— восхищенно сказал инженер
Сергеев. Его широкое скуластое лицо, со сросшимися бровями выражало
искреннее восхищение.— Новичок, новичок, а так довести машину!
— Это не я... Компас,— возразил Романов.
Сотрудники переглянулись.
— Да, да, компас,— повторил Романов,— чему вы удивляетесь? Элект¬
ронный мозг начал действовать, как только я выбрался из трещины.
— В котором часу это было?
— Судя по расстоянию, около двух...
— Но наш блок управления потерял связь с тобой и прекратил ведение
машины в два часа,— сказал Сергеев,— а ведь с тех пор твоих вызовов
больше не поступало...
— Мы ждали до четырех,— добавил Биленко,— но ты молчал, и тогда
мы выслали на поиски разведывательную ракету. Пилот обнаружил тебя
на полдороге к станции. Вездеход шел назад по собственному следу.
— Этого не может быть. Я ничего не помню, я был без сознания.
— Ну, что же, тогда придется предположить,— улыбнулся Биленко,—
что на Луне завелся добрый капитан Немо...
На следующий день вездеход загнали в специальный герметический
гараж, и Романов вместе с инженером занялся осмотром электронного
мозга. Счетная схема оказалась исправной, но блок памяти и блок приемо¬
передатчика были начисто выведены из строя во время аварии. Таким
образом, вся возможность связи с центральным блоком управления лун¬
ной станции полностью исключалась.
Еще и еще раз Романов осматривал схему, пытаясь разобраться в слу¬
чившемся. «Странно, очень странно. Ведь если бы даже волноводы уце¬
лели, все равно передатчик не мог послать вызов». Сквозь призрачную
стенку блока генератора было хорошо видно, как две соседние пластмас¬
совые пластины с печатными схемами, сорвавшись с креплений, легли друг
на друга. Это было самое настоящее короткое замыкание, да еще сразу
в нескольких местах.
«Странно,— еще раз подумал Романов.— Но ведь тогда генератор был
включен... А если?..» — Он протянул руку и решительно повернул тумблер.
Контрольный глазок на корпусе мозга сразу вспыхнул и засветился ровным
зеленым светом. И в то же мгновение Романов почувствовал, как по всему
телу, от головы к ногам, расползается, словно чернильное пятно, противная
слабость. Закружилась голова и, чтобы не упасть, он схватился за поручень.
— Что с тобой? — с тревогой спросил инженер.
— Нет, нет, ничего,— с усилием проговорил Романов и выключил пи¬
тание. Контрольный глазок погас, и он сразу же почувствовал облегчение.
Дрожащей рукой достал платок и вытер взмокший лоб.
Видимо, поврежденный передатчик излучал мощные импульсы. Может
быть... У Романова возникла странная мысль. Он вспомнил, что еще во второй
половине XX столетия американцы проводили опыты с обезьянами, которых
убивали радиоволнами. Но тогда в мозг животных вживляли специальные ан¬
тенны и применяли излучение большой мощности, во много раз большей,
чем мощность передатчика его вездехода... И все-таки, видимо, все дело в
передатчике, другой причины нет...
Вечером Романов снова вернулся в гараж. Защитив себя металлическим
сетчатым экраном, он занялся измерениями, но, к своему удивлению, ничего не
обнаружил. Поврежденный передатчик не излучал! Еще и еще раз Романов
настраивал свои приборы, помещал их в различных точках кабины — ни¬
269
чего. Это было тем более поразительно, что он вновь ощутил головокру¬
жение, хотя оно и было значительно слабее утреннего: должно быть, сет¬
ка все-таки защищала его. А приборы молчали... Вероятно, излучение было
необычным. Тогда Романов попробовал защититься от передатчика сплош¬
ным металлическим листом — неприятное ощущение сразу исчезло. Зна¬
чит, передатчик все-таки излучает. Но какие волны? Романов понял, что
случайно прикоснулся к какой-то удивительной тайне.
Но тайна так же легко могла и ускользнуть. «Лови мгновение» — Ро¬
манов хорошо знал этот неписаный закон исследователя. Он схватил лист
бумаги, стал тщательно переносить на него все причудливые соединения
немыслимой радиосхемы, созданной «господином случаем»...
Но потом все пришлось отложить. Начались работы, ради которых
биорадиофизика Романова, собственно, и послали на Луну. Свободного вре¬
мени почти не оставалось. Закончив дневную программу, Романов едва
добирался до своей койки.
w Прошел год. Романов вернулся на Землю; но и здесь до «лунной
тайны» никак не доходили руки...
Заветная папка с наброском радиосхемы легла в дальний ящик стола.
Потом, сквозь дымку времени^ вся эта история стала постепенно казаться
Романову почти нереальной, каким-то странным фантастическим сном...
Кто знает, как бы все сложилось, если бы не один разговор. Однаж¬
ды — это было года через три после возвращения с лунной станции —
в Москву из Средней Азии приехал старый друг Романова Федор Зуб¬
ков — биолог и зверовод.
Лида была в командировке, и друзья провели холостяцкий вечер за
бутылкой старинного узбекского вина, привезенного Зубковым. Вспомнили
студенческие годы, бурные споры до хрипоты, до ссор в маленькой Феди
нои квартире на Кутузовском...
Потом Федор стал рассказывать о своих работах над управлением на¬
следственностью. И если у него и в самом деле был свой тайный расчет
он оказался верным. Сначала Романов слушал друга рассеянно то и
дело возвращаясь мыслями к тем делам, которые он отложил '' чтобы
освободить сегодняшний вечер, но потом увлекся и начал спорить.
Было уже за полночь, когда Федор вдруг сказал:
— Да, вот что. Давно хочу тебя спросить. Не приходилось ли тебе
сталкиваться с проблемой ориентировки живых организмов?
— Нет,— как-то машинально ответил Романов.
— Жаль,—разочарованно протянул Федор,—жаль. Этот вопрос меня
очень интересует.
И тут Романов вспомнил. А что если рассказать про тот случай с
вездеходом: любопытнейший пример какой-то необъяснимо точной и,
главное, бессознательной ориентировки у человека.
Зубков сразу же оживился. Он сообщил множество поразительных
случаев. Особенно запомнился Романову один из них.
Однажды из Алма-Аты в Монголию отправили табун лошадей,
рассказывал Федор,— животных везли в закрытых вагонах. А железная
дорога идет у нас не по прямой, в обход: сначала на север, потом на
восток, а затем снова на юг. Словно большая буква «П». Лошадей доста¬
вили на место, но в ту же ночь вожак увел табун. Обратно в Алма-Ату.
Но это бы еще ничего... Самым удивительным было то, что лошади про¬
делали обратный путь по кратчайшему расстоянию, с востока на запад
...С того ночного разговора прошло уже двадцать три года.
Вершины гор отливали желтоватым цветом. Черное, почти такое же,
как на Луне, небо было усеяно тысячами мигающих точек-звезд. Романов
не отходил от окна.
270
Говорят, что значительные события в жизни человека врезаются в па¬
мять во всех, даже мельчайших деталях. Нет, Романов не помнил деталей.
Слишком длинная и трудная дорога была пройдена. Она уходила за го¬
ризонт, который заслонил прошлое.
Романов помнил только, что было трудно, мучительно трудно. Ведь
после того разговора с Федором он замахнулся на такую проблему, ко¬
торая...— Романов горько усмехнулся,— которую он до сих пор так и не
решил... Сейчас уже никто не осмелится отрицать значения этих исследо¬
ваний. А тогда? Даже теперь, через много лет, неприятно вспоминать...
В чем только его не упрекали тогда — называли прожектером, фантастом,
даже мистиком. Один журналист — Романов любопытства ради сохранил
эту статью — обвинил его в том, что он хочет создать себе славу на проб¬
леме, которая, дескать, привлекательна только для несведущих людей, а
на самом деле заведомо является «научной фикцией». Журналист даже
припомнил стародавнее выражение — «липа»...
Встреча с Федором словно привела в действие давно заведенную пру¬
жину. До той ночи происшествие на Луне казалось Романову какой-то
невероятной случайностью, неповторимым и единственным в своем роде
стечением обстоятельств. А теперь словно спала завеса, и между фактами,
на первый взгляд, столь далекими друг от друга, протянулась первая,
правда, еще тоненькая, едва заметная, но все-таки ниточка. Вожак, кото*
рый привел табун по кратчайшему расстоянию; голуби, безошибочно на
ходящие дорогу к своей голубятне, даже если их увезли на огромное рас¬
стояние во вращающейся клетке; собаки и кошки, возвращающиеся домой
за много километров; проростки зерен, чувствительные к электромагнитным
полям...
Потом родилась первая гипотеза. От длинных радиоволн до жестких
рентгеновских и гамма-лучей, от малых частот до многих миллионов ко¬
лебаний в секунду простирается диапазон электромагнитных волн. Подав¬
ляющее большинство этих излучений человек не воспринимает. У него нет
органов, с помощью которых можно было бы ощущать радиоволны, ульт¬
рафиолетовые или рентгеновские лучи. И только глаза человека улавли¬
вают видимый свет. Случайно ли это? Нет, природа создала свое лучшее
творение — человека — в гармоничном соответствии с окружающими усло¬
виями. Если бы земная звезда — Солнце — вместо световых лучей испус¬
кала одни лишь радиоволны, наши органы воспринимали бы именно их
и только их. И не случайно глаз человека наиболее чувствителен к тем
самым лучам, которых Солнце посылает больше всего: желто-зеленым. В
природе все взаимно связано. И если вид живого организма на протя¬
жении многих тысячелетий развивается, подвергаясь воздействию какого-
либо излучения, он не может, не должен остаться к нему безразличным.
В нем обязательно должно возникнуть, выработаться какое-то приспособ¬
ление, какой-то орган, реагирующий на это излучение, с пользой для ор¬
ганизма. Эта мысль возникла у Романова еще во время разговора с Фе¬
дором и потом все время служила ему путеводной звездой.
Не значит ли это, что излучение, случайно возникшее тогда, там, на
Луне, в вездеходе, когда-то господствовало на Земле или по крайней
мере было достаточно сильным... u
Лет десять ушло на то, чтобы выяснить природу таинственных лучей.
Оказалось, что они представляют собой очень короткие радиоволны, ле¬
жащие на самом стыке с инфракрасными лучами.
Но откуда же могли они когда-то приходить на Землю? От Солнца?
Однако даже сантиметровые волны сильно поглощаются в атмосфере.
Прежде всего надо было исследовать свойства Эл-волн, как назвал их
Романов, в память о лунном происшествии. Но для этого нужно было
научиться их генерировать. На это ушло еще семь лет. И вот, наконец,
274
в лаборатории Романова готова к действию первая опытная установка. На¬
чались эксперименты. Да, Эл-волны обладали многими любопытными осо¬
бенностями, в том числе способностью легко проходить сквозь атмосферу.
Физики-теоретики поддержали Романова. Не исключена возможность,
что в недалеком прошлом Солнце могло излучать Эл-волны. Но какое
влияние оказывали они на живые организмы, какой орган служил их при¬
емником? «Главное в организме — мозг,— рассуждал Романов,— это и
приемник, и передатчик, и центральный «пост управления». Может быть,
именно здесь в мозгу работает какой-то невидимый «метроном», который
задает организму некую основную частоту, жизненный ритм».
А что если это и есть как раз ритм Эл-волн? Когда Романов впервые
подумал об этом, его словно ударило током. Он почувствовал, что при¬
коснулся к сокровеннейшей тайне. А в сознании уже, сама собой, скла¬
дывалась целая теория. Что если солнечные Эл-волны воздействовали на
мозг и не давали меняться частоте главных мозговых колебаний? Кроме
того, они могли поддерживать их энергию, как это всегда бывает при ре¬
зонансе. И все процессы в организме протекали исключительно стройно.
Ведь в живом организме, как во всякой саморегулирующейся системе,
постепенно накапливаются мелкие отклонения. Но вот наступает крити¬
ческий момент—нарушается регулировка, система начинает работать враз¬
нобой. И тут уже не помогают никакие лекарства — наступает старость.
Что если Эл-волны играли роль своеобразного камертона, который
мог восстанавливать эту нарушенную регулировку? Не потому ли в прош¬
лом нашу планету населяли долгоживущие формы животных и растений:
ящеры, мамонты и бронтозавры? А наши предки? Судя по археологиче¬
ским находкам, хотя бы по великолепным безукоризненным зубам доисто¬
рических людей, они отличались исключительным здоровьем.
Но затем наступило время, когда Солнце почему-то стало менее ин¬
тенсивно излучать Эл-волны, и мозговой «метроном» утратил свое значе¬
ние в организме. Функции его постепенно изменились, и он мог превра¬
титься, например, в орган ориентировки, сохранивший способность улавли¬
вать Эл-волны, все еще излучаемые Солнцем, но уже слишком слабые
для подзарядки мозгового генератора.
Гипотеза захватила Романова: не натолкнулся ли он на могуществен¬
ное средство борьбы с разлаживанием организма, со старостью?
И вот шесть лет назад Романов, наконец, приступил к биологическим
опытам. Первым живым существом, которое должно было испытать на
себе чудодейственное влияние Эл-волн, была маленькая собачка по клич¬
ке Хронос. Это многозначительное символическое имя дал ей сам Рома¬
нов. Но Хронос оказался первой жертвой. Мозг собачки не выдержал и
двух минут облучения. Потом были сотни опытов и... ни одного удачного.
Это было похоже на насмешку. Романов искал лучи жизни, а создал
лучи смерти. Он не раз задумывался о том, что в былые времена по¬
добное изобретение могло бы стать роковым для человечества.
Работа зашла в тупик. Чтобы двинуться дальше, надо было построить
новый генератор Эл-волн вместо первого экспериментального. Но это от¬
няло бы еще столько времени! Было от чего прийти в отчаяние.
И вдруг судьба неожиданно улыбнулась Романову. Астрономы обна¬
ружили звезду, интенсивно излучающую Эл-волны. Она относилась к тому
же классу, что и Солнце, и, по всем данным, обладала планетной систе¬
мой. Вот где можно было бы непосредственно изучить действие Эл-волн
на живые организмы... Расстояние невелико. Звездолет вернется через пять
лет. Но по земным часам пройдет двадцать два года.
Вот почему, стоя в этот весенний вечер у окна и глядя в темное небо,
в глубинах которого скрывалась незаметная для глаза таинственная, маня¬
щая звезда, Романов думал о времени.
Старт через неделю. И сегодня он должен принять решение.<.
Возглавить экспедицию могут только два человека — или он сам или
его ближайший помощник Сергей Иванов. Второй останется на Земле...
Остаться и продолжать исследования... Лет пять — на новый генератор. А
сколько еще потом... Весьма вероятно, что до возвращения звездной экс¬
педиции так ничего и не удастся сделать. Значит, в лучшем случае еще
двадцать два года. Сорок шесть и двадцать два — шестьдесят восемь
лет. Да, к тому времени он будет уже стариком. А ему так хочется до¬
вести работу до конца, ведь ей отдано столько лет. Значит — лететь? Он
вернется, постарев всего на пять лет, и привезет с собой недостающие
данные в этом Романов почему-то был уверен. Лететь?.. А что если за
двадцать два земных года,, те, кто останутся, сами найдут решение?.. И по¬
лет вообще окажется ненужным.
Но не это было главным. Главным была Лида. Вот уже столько лет
они вместе. Они счастливы вдвоем. Но они до сих пор только вдвоем.
А Романов так хотел сына. И вот теперь, когда у них наконец будет ре¬
бенок, он должен уехать. На двадцать два года.
Вернуться, когда (Романов почему-то не сомневался, что это обяза¬
тельно будет сын) он станет совсем взрослым и, вероятно, совсем чужим.
В волнении Романов заходил по комнате.
Когда-то подобные вопросы решали «старшие начальники». Тогда было •
с кем спорить, не соглашаться, на кого-то перекладывать вину... А сейчас
он сам и только сам должен сделать выбор.
Ну, что же. Он останется... Да, останется... Он немало сделал, не раз
побывал в космосе, не раз рисковал — теперь пусть летят другие, те, кто
моложе... Все! Но тут взгляд Романова снова упал на фигурку Хроноса,
и по какой-то неведомой ассоциации его мысли опять вернулись к Лиде
и к будущему сыну... Что подумает он об отце?
В дверь постучали. Вошел Сергей. Он был в светлом спортивном
костюме и держал в руке чехол с теннисной ракеткой. Романов вдруг ощу¬
тил какую-то неуловимую неприязнь к Иванову.
— Добрый вечер, Андрей Афанасьевич,— сказал Иванов.— Голос его зву¬
чал беззаботно, и от этого Романов нахмурился еще больше: «Играет, де¬
лает вид, что межзвездный полет ему нипочем»...
Ну что, как? так же легко спросил Сергей.—Как вы решили?
«А может быть, он просто очень хороший парень?» — подумал Рома¬
нов. И вдруг ему захотелось поделиться с этим молодым человеком свои-
ми сомнениями, открыть, что называется, душу. Ведь как-никак это его
ученик.
— Видишь ли, Сережа,— начал он неуверенно,— мне сорок шесть лет...—
Романов остановился и посмотрел на Иванова, словно ожидая, что тот пой¬
мет его. Но Сергей молчал.
«Нет, к черту,—подумал Романов,—к черту!»—и произнес вслух:
— Старт в будущий вторник.
Так как же, Андрей Афанасьевич? Лечу я? — спокойно спросил
Иванов.
w Романов снова испытующе взглянул на него: этот молодой человек
действительно хотел лететь... И он невольно почувствовал облегчение от
того, что вопрос, наконец, разрешился сам собой.
«Остаюсь, остаюсь»,—запела в нем какая-то тайная струна. Но вдруг
неожиданно для себя каким-то чужим голосом он сказал:
— Нет, Сережа, в звездолете полечу я!
Между звездолетом и Землей уже пролегли сотни миллионов кило¬
метров. Расчетная скорость давно была набрана, жизнь вошла в нормаль¬
ную колею, но мысли о Земле, о Лиде не оставляли Романова: какой
он найдет ее, когда вернется, если, конечно, вернется вообще...
274
Сейчас там, на далекой планете, теплый летний вечер, и они вместе
с Лидой сидели бы на берегу моря, прислушиваясь к вечному шелесту
волн. Нет, нет! Он поступил так, как нужно: именно ему, с его знаниями,
опытом надо было лететь.
Маленький экипаж работал. Кроме Романова и Зубкова, на борту звез¬
долета находились инженеры Васильев и Борисов и врач Марина Сомова.
Они часто сходились в кают-компании, и тогда начинались бесконечные
беседы и дискуссии... В периоды, свободные от наблюдений, экипаж по¬
гружался в охранительный искусственный сон.
Словом, это был обычный режим звездной экспедиции.
Так прошли два года. Уже была хорошо видна невооруженным глазом
далекая звезда — цель полета.
Все шло удивительно гладко. Васильев, у которого это была уже вто¬
рая звездная, шутил, что он чувствует себя, как в санатории, и что отныне
свой отпуск будет проводить только в звездолетах.
Несчастье произошло, когда звездолет уже начал торможение и весь
экипаж в состоянии наркоза находился в амортизационных ваннах. Отка¬
зала электростатическая защита правого переднего сектора, и крупный
метеорит, пробив обшивку, разрушил помещение, где находились под¬
опытные животные. Автоматическое ремонтное устройство закрыло пробо¬
ину и восстановило нормальное давление в отсеке, но почти все жи¬
вотные погибли. В живых остались только две собаки: маленькая черная
Прима и всеобщая любимица овчарка Титан.
Это была катастрофа.
Долгие месяцы летели они сюда, чтобы провести разнообразные экспе¬
рименты и наблюдения над земными животными... Как они берегли их, за¬
ботились о них в пути! И вот... Теперь на успех рассчитывать трудно, почти
невозможно. Но и отступать некуда...
Астрономы не ошиблись. У звезды действительно были планеты — две¬
надцать, на три планеты больше, чем у Солнца. Романов выбрал ту из
них, которая находилась приблизительно в таких же условиях, как и Земля,
на расстоянии 135 миллионов километров от своего светила.
Васильев вывел звездолет на круговую орбиту относительно звезды.
Теперь космический корабль и избранная Романовым планета двигались
как бы параллельными курсами. На голубоватый шар, окутанный дымкой
атмосферы с белыми грядами облаков, хорошо различимыми в телескоп,
нацелились многочисленные приборы.
«Диагноз» оказался благоприятным: свободный кислород, водяной пар,
углекислого газа мало, на поверхности температура от 20 до 30 гра¬
дусов, есть вода, растительность. Романов распорядился готовиться к по¬
садке...
...Звездолет лежал на небольшой поляне, утопая в сплошном травяном
покрове. Со всех сторон высились гигантские деревья, верхушки которых,
казалось, уходили к самым облакам. Где-то в вышине, над неподвижным
кораблем глухо шелестели широкие ножевидные листья.
В течение трех дней астронавты вели тщательное наблюдение за окру¬
жающей местностью. На четвертые сутки Зубков и Борисов рискнули про¬
извести первую вылазку.
У атмосферы планеты был почти такой же состав, что и у земной,
но космонавты надели герметические скафандры: местный воздух таил в
себе грозную опасность — многочисленных микробов, непривычных чело¬
веку и способных вызывать неизвестные на Земле болезни. Кроме того,
скафандры были снабжены специальной экранировкой для защиты от Эл-
волн. Вооружившись высокочастотными ножами, Зубков и Борисов быстро
расчистили ^пространство вокруг звездолета и возвратились, доставив в
герметических саквояжах образцы местных трав и другой растительности.
275
Марина и Васильев занялись исследованием растений, а Романов вместе
с Зубковым начали подготовку к главному опыту.
Для этой цели они могли сейчас использовать только одну маленькую
Приму: после аварии Титан заболел. Овчарка неподвижно лежала в своем
углу, отказываясь от пищи и ни на кого не обращая внимания. На теле
Примы были укреплены специальные датчики, регистрирующие состояние
животного. Приму поместили в особую металлическую клетку для защи¬
ты от возможного нападения четвероногих обитателей планеты. Клетка бы¬
ла оборудована экраном, который. можно было открывать и закрывать из
ракетЪ! с помощью радиокоманды.
Хорошо тренированная Прима не проявляла признаков беспокойства.
Она не мешала прикреплять датчики и, увидев знакомый скафандр, сама
залезла внутрь. Когда все было готово, Романов и Зубков вынесли клетку
из звездолета и, оставив ее на поляне, вернулись назад к пульту. При¬
чудливые зигзаги на медленно ползущей ленте регистратора сигнализи¬
ровали о том, что пока все идет нормально.
— Ну, что же,—сдерживая волнение, сказал Романов,— начнем...
Он привел в действие механизм, открывающий экран в клетке с жи¬
вотным... Сейчас взгляды всех участников экспедиции были прикованы к
ленте. Потом, позже, все эти кривые будут введены в специальный ана¬
лизатор, вычислительную машину, которая изучит каждый зигзаг, каждый
изгиб линий и, сопоставив все данные, выдаст необходимую информацию.
Но кое-что, общий характер изменений, можно было заметить и на
глаз...
В первые минуты как будто бы ничего не произошло — десять чер¬
ных змеек, выползающих из продолговатого окошка регистратора, изви¬
вались по-прежнему — и все же... Это было неуловимо и все-таки уже
угадывалось. Каждая линия в отдельности еще сохраняла свою прежнюю
форму, но зигзаги разных кривых чуть-чуть сместились относительно друг
друга. Зубков и Романов переглянулись. Еще через несколько минут вся
картина записи словно поплыла. Так бывает, когда отражение в воде
потревожит брошенный камень. Равномерный строй линий сломался, пра¬
вильный ритм перешел в явную аритмию, зигзаги полезли вкривь и вкось,
стали пульсирующими и вдруг... все оборвалось: из окошка прибора по¬
ползли жирные прямые линии. Это была смерть.
Случившееся напоминало результаты земных лабораторных опытов,
но произошло куда быстрее. И главное, не давало ничего нового.
Никто не произнес ни слова. Первым заговорил Романов.
Придется проделать еще один опыт. Нам во что бы то ни стало
надо получить сравнительную картину.— Он отвел глаза.— Ничего не по¬
делаешь, придется пожертвовать Титаном...
Огромная овчарка смотрела на людей безучастными глазами и по¬
зволяла им делать с собой все, что угодно.
Вот Титан неподвижно лежит в экранированной клетке. Запись на ленте
явно показывает, что собака больна. Замедленное дыхание, слабый пульс,
пониженное давление крови. Титан словно живет только наполовину. Рез¬
ким движением Романов переводит ручку на пульте, открывая экран, и
одновременно нажимает кнопку секундомера: сколько минут выдержит
больной Титан? Эти секунды всем кажутся вечностью...
И снова в записи что-то меняется! Беспорядочно разметались линии на
ленте. Неужели конец?.. Но что это?
Картина постепенно становится более стройной. Вот учащается дыха¬
ние, вот как будто выравнивается и сердечный ритм. Все показатели при¬
ходят в норму! Это не смерть, наоборот, это — чудесное исцеление...
Когда после всех необходимых предосторожностей собаку извлекли
из скафандра, это снова был прежний Титан, веселый и задорный.
276
Опыт повторили несколько раз. Титана выносили из звездолета в раз¬
ное время дня и ночи. И всегда один и тот же результат: все процессы
в его организме с каждым разом протекали все более и более гармо¬
нично.
Значит, Романов был прав: Эл-волны могли служить не только лучами
смерти, но и лучами жизни. Но когда, при каких условиях? Множество
«почему» и ни одного ответа! И главный вопрос: почему Прима погибла,
а на Титана те же самые волны оказывают столь благотворное воздействие?
А тут неожиданно появилась еще одна загадка. У планеты был ма¬
ленький спутник. Он находился на сравнительно небольшом расстоянии
от нее и поэтому обращался довольно быстро, вследствие чего здесь
весьма часто происходили затмения местного солнца.
Этим стоило воспользоваться. И Романов решил провести очередное
наблюдение над Титаном во время затмения. В момент полной фазы спут¬
ник перекрывал на несколько минут поток Эл-волн, и Романов хотел узнать,
как это отразится на состоянии животного.
Однако эффект оказался совершенно неожиданным: в тот момент,
когда диск спутника закрыл большую часть звезды и от нее остался
только узенький серп, контрольные линии на ленте регистратора показа¬
ли заметное отклонение от нормы. Когда же полная фаза затмения оста¬
лась позади и светящийся серп появился с другой стороны местного солн¬
ца, отклонения на ленте словно изменили свой знак и дали как бы зер¬
кальную картину: если перед наступлением момента полного затмения
организм Титана испытал заметное угнетение, то теперь, наоборот, все
его жизненные функции словно кто-то подстегнул. Затем, по мере того,
как звезда освобождалась от черной заслонки, запись состояния живот¬
ного постепенно приняла тот самый вид, который был уже хорошо зна¬
ком Романову по прежним опытам с Титаном.
Этот непонятный результат не только ничего не прояснил, а наоборот,
только еще сильнее все запутал.
Однажды Романов отозвал в сторону Зубкова.
— Ну, Федя, как думаешь, что делать дальше?
Зубков внимательно посмотрел на Романова.
— Вижу, вижу, что-то надумал,—произнес он, улыбаясь.—Давай, вы¬
кладывай.
— Видишь ли,— начал Романов, как-то неуверенно, словно подбирая
слова,— из Титана нам больше ничего не выжать. Мы в тупике... С по¬
мощью одних только объективных показателей вперед нам не продви¬
нуться. Вот если бы Титан мог говорить, рассказать о своих ощущениях...
Ну вот я и подумал... Я сам пойду,— неожиданно закончил он.
Федор несколько раз с усилием потер переносицу, но ничего не
ответил.
— Ты ведь знаешь, я уже подвергался однажды воздействию Эл-
волн тогда, на Луне,—быстро и горячо заговорил Романов.—И ничего, не
умер. Правда, не чувствовал себя так хорошо, как Титан, но не умер
все же... Вот почему я должен это сделать. Другого выхода у нас нет!
— Ты этого не сделаешь,—спокойно сказал Федя.—Во-первых/ ты на¬
чальник экспедиции, во-вторых, единственный в звездолете специалист по
Эл-волнам. Если необходимо, чтобы эксперимент проделал на себе чело¬
век, пойду я.
За их спиной скрипнула дверь.
Оба обернулись, но в каюте никого не было. Они выглянули в кори¬
дор, но и там было безлюдно.
— Ну вот что,— сказал Романов,— подождем еще несколько дней. По¬
думаем.
Они долго сидели молча. Вдруг Зубков схватил Романова за руку.
277
— Смотри!
На экране, где, сверкая зеленью, застыла в утренней неподвижности
окружавшая космический корабль гигантская трава, вдруг появилась фи¬
гура в скафандре. Осторожно ступая, она удалялась от звездолета.
— Кто это? — тревожно спросил Романов.
На пульте замигал сигнал радиовызова, настойчиво заворчал зуммер.
— Андрей Афанасьевич,— донесся из динамиков знакомый голос.—
Андрей Афанасьевич, вы меня слышите?
— Марина? — Романова охватило волнение.— Марина, что вы там де¬
лаете? Немедленно вернитесь в звездолет. Я никому не разрешал выхо¬
дить.
Побледневший Зубков с силой сжал Романову руку.
— Марина,— произнес он хриплым от напряжения голосом.— Марина,
вернись, вернись немедленно. Слышишь?
В ответ маленькая фигура поднесла руку в тяжелой перчатке к
шлему.
— Она открыла экран! — воскликнул Зубков.— Я побегу к ней, верну...
Романов покачал головой: поздно. Но все-таки сказал в микрофон:
— Сейчас же закройте экран! — хотя знал, что она этого ни за что
не сделает:
— Зачем, зачем? — в волнении повторял Федор.
Романов замолчал.
— Андрей Афанасьевич,— прозвучал голос Марины,—; я чувствую лег¬
кое головокружение. Шумит в ушах — словно вода льется из крана. А те¬
перь все вокруг расплывается, какие-то круги...
Марина смолкла. На экране было видно, как она медленно оседает
на траву. Но вот вновь прозвучал ее голос — теперь это был едва слыш¬
ный прерывистый шепот.
— Андрей Афанасьевич... Андрей Афанасьевич, я... кажется, я... поняла...
— Немедленно закройте экран,— снова приказал Романов. На этот раз
Марина подчинилась.
— Скорее,—» крикнул Романов,— скорее!
Когда Марину доставили в звездолет, она дышала прерывисто, с тру¬
дом, пульс едва прощупывался.
Романов одно за другим использовал все возможные средства, что¬
бы вернуть девушку к жизни. Наконец, Марина приоткрыла глаза и едва
заметным движением век подозвала Романова.
Я поняла...— прошептала она одними губами.— Собственная часто¬
та... другой ритм...— И она снова впала в забытье.
«Другой ритм,—подумал Романов.—Что это значит? Что она хотела
сказать? Но об этом после, сейчас надо спасать девушку. Но как? Види¬
мо, обычные средства здесь бессильны».
Романов взглянул на Зубкова.
Что же предпринять? Ведь наука не знает еще лекарства против гу¬
бительного действия Эл-волн. Разве только они сами... Андрей Афанасье¬
вич вспомнил исцеление Титана. Да, Марину могут спасти только Эл-волны.
Они поразили ее, как поразили маленькую Приму, они должны и спасти
ее, как спасли Титана. Но для этого надо открыть их секрет, научиться
управлять ими. Разгадка близка. И там на Земле, вернувшись из экспе¬
диции, они найдут ее — теперь Романов в этом не сомневался. Значит,
надо доставить Марину на Землю...
Наркоз? — вопросительно произнес Зубков, словно угадав его мысли.
Романов кивнул:
— Это сейчас единственная возможность...
Ко^*да, наконец, все было сделано, Романов в изнеможении опустился
на койку. Мысли путались. В ушах звучали слова Марины: «собственная
278
частота», «другой ритм»... Что открылось ей в момент, когда Эл-волны
проникли под шлем скафандра и привели в действие неведомые меха¬
низмы ее мозга?
И вообще все это странно. Одни и те же Эл-волны вызывают бурный
рост растений на этой удивительной планете и тяжелую болезнь Марины,
одни и те же Эл-волны убивают Приму и исцеляют Титана. Наконец, под
действием тех же самых Эл-волн он сам, Романов, в бессознательном
состоянии непостижимым образом проводит лунный вездеход, точь-в-точь
по собственному следу. А не значит ли все это, что w у каждого организма
есть своя «собственная частота», свой «ритм»? Но случай с Титаном во
время затмения? Как тогда понять его? Ведь одни и те же Эл-волны по-
разному действовали на собаку в различные моменты затмения... Не ме¬
нялся же при этом собственный мозговой ритм Титана?!
А не могла ли изменяться частота самих Эл-волн? Стоп! Ведь в таком
случае происшествие с Титаном получило бы вполне' естественное объяс¬
нение. Романов постарался восстановить в памяти картину затмения. Вот
диск спутника закрыл дневное светило. Остался узкий сверкающий сер¬
пик. И как раз в этот самый момент... Истина открылась Романову неожи¬
данно. Словно на загадочной картинке, глаз обнаружил какой-то послед¬
ний штрих, и разрозненный хаос линий вдруг сложился в стройное, закон¬
ченное изображение. Доплеровский эффект — вот в чем дело!
Несмотря на поздний час Романов вскочил и бросился будить Зуб¬
кова.
— Эффект Доплера? — не понял тот».— Но при чем тут Титан и за¬
тмение?
— Как при чем? — начал горячиться Романов.— Ведь местное солнце
вращается вокруг своей оси, как и наше земное...
— Ну и что же?
— А то, что один его край всегда приближается к нам, а другой
всегда удаляется. Следовательно, частота Эл-волн, идущих к нам от краев
солнечного диска, должна отличаться от основной. В обычных условиях
это не сказывается: «краевое излучение» теряется на фоне основного,
гораздо более мощного. Но во время затмения, перед полной фазой,
когда остается лишь узкий серпик, поступает только излучение со сдви¬
нутой, уменьшенной частотой, а в первый момент после окончания пол¬
ной фазы частота оказывается сдвинутой в противоположном направлении.
Она увеличивается!
— Черт возьми! Все это очень похоже на правду,— загорелся Зуб¬
ков.— И запись регистратора как будто подтверждает. Помнишь, как она
менялась до и после полной фазы затмения?
Они быстро заговорили, перебивая и дополняя друг друга.
— Когда земное Солнце излучало достаточно мощные Эл-волны, все
живые существа на Земле обладали одинаковым ритмом, ритмом самих
Эл-волн,— сказал Романов.
— Ну, конечно! В то время действовал естественный отбор. Живые
существа, появившиеся на свет божий с другой собственной частотой, про¬
сто-напросто уничтожались Эл^-волнами, погибали.
— А в отсутствие Эл-волн произошел естественный разброс часто¬
ты,— подхватил Романов.
— И я не удивлюсь,-— добавил Зубков,— если на Земле не окажется
двух человек с одинаковым собственным ритмом, как нет двух человек
с одинаковыми отпечатками пальцев.
Романов кивнул.
— Теперь перед нами две задачи,— сказал он.— Во-первых, научиться
определять собственный ритм каждого человека, каждого живого сущест-
279
a в°-вт°рых, решить проблему генерирования Эл-волн разных ча-
Зубков провел указательным пальцем по переносице.
— Что касается первого, то у меня, кажется, есть одна идея. Пони¬
маешь, есть такой метод — слабых воздействий... Надо облучать организм
разными частотами Эл-волн, но только небольшой мощности. На какие-то
частоты организм будет реагировать отрицательно, как Титан перед пол¬
ной фазой затмения, а потом в какой-то момент произойдет перелом
Вот эта переломная частота и будет собственным ритмом организма...
— Идея замечательная! — сказал Романов.—Но здесь ее нам не осу¬
ществить, да и на Земле... Видишь ли, когда я создавал свой генератор
^л-волн, я воспользовался природным процессом атомных колебаний опре¬
деленной частоты. Словом, мой генератор дает только одну-единственную
частоту, ту, с которой я встретился тогда на Луне.
Значит, надо построить другой генератор.
«Ещв 10 лет работы»,— подумал Романов, но вслух ничего не сказал.
Некоторое время они молчали. Потом Романов сказал:
— Надо возвращаться...
Обратный путь —два года — показался бесконечно долгим. И чем бли¬
же была Земля, тем чаще Романов думал о ней, о предстоящей встрече.
Странно... Когда они расставались, он был старше Лиды на целых
восемь лет. А теперь она постарела на двадцать с лишним лет. Какая
она теперь?..
И вот, наконец, внешняя станция.
Последний перелет.
Земля!
Волнующий звук открываемого люка. Внутрь врывается свежий пья-
нящии воздух Земли. '
Как ни старался Романов, он не мог сдержать волнения. Он знал
что его будут встречать друзья, но кто? Существовал неписаный закон,
по которому никто из звездолетчиков никогда не запрашивал Землю об
оставшихся, пока сам не возвращался: космос требовал предельной со¬
средоточенности, спокойствия. Никакие земные волнения не должны были
мешать.
А теперь, вместе с земным ветром, они подступили к Романову.
Быстро спустившись по трапу, он ступил на землю и только тогда
заставил себя поднять глаза и оглядеться.
Кого он сейчас увидит?
У барьера поля космодрома — толпа людей. Стараясь держать себя
в руках, Романов идет к ним. Уже видны лица...
Лида?! Она!.. Он чувствует это... Еще несколько шагов. Да, она! Такая
же юная цветущая, как в тот далекий день, когда он первый раз возвра¬
тился с Луны. Но ведь этого не может быть! Неужели он ошибается? Это
невероятно. Ведь для них прошло двадцать два года!
Не дойдя до прохода в барьере, Романов повернул прямо к ней и
тихо сказал, не отрывая глаз от ее лица:
— Лида...
— Да, это я... отец.
В одно мгновение в сознании Романова пронеслись тысячи мыслей.
И, вглядываясь в лицо дочери, сказал:
— Где мать? Что с ней?
Девушка опустила глаза:
— Ее нет... Давно...
...Все приготовлено. На белом столе, под причудливо изогнутым волно¬
водом генератора лежит неподвижная Марина. Она все еще в глубоком
280
электронаркозе. Все готово... Рядом с ней в белом халате и маске стоит
Зубков.
И сейчас, перед тем как включить ток, Романову захотелось несколько
минуту побыть одному, собраться с мыслями, сосредоточиться. Он прошел
в свой кабинет.
w Здесь почти ничего не изменилось. Только на столе, рядом с фигур¬
кой Хроноса,— портрет Лиды, жены...
Романов посмотрел на бронзовую фигурку.
И, как когда-то, она вызвала поток воспоминаний. Один за другим про¬
неслись в памяти дни после возвращения, дни на Земле. Размеренная
жизнь космического корабля сменилась полной событий, встреч и волнений
земной жизнью. Покинув вместе со своими спутниками борт ракеты, бо¬
роздившей космос, Романов вновь вступил на твердую, надежную почву
родной планеты. И жизнь, события словно перенесли с медлительного ав¬
томобиля, оборудованного музейным двигателем внутреннего сгорания, на
быстроходный электромобиль. Они влекли за собой, не давали остано¬
виться...
Прямо с космодрома, буквально похитив его у врачей, собиравшихся
установить над космонавтами свою неумолимую опеку, Лида увезла отца
в свой маленький домик на территории института.
Всю дорогу они молчали. Под мерное гудение турбины Романов ду¬
мал о двух Лидах — той, которую покинул когда-то на Земле и никогда
уже не увидит больше, и той, которая сидела рядом с ним и со спо¬
койной уверенностью управляла чудесной машиной, мчащейся над полот¬
ном дороги со скоростью реактивного самолета. Когда Романов улетал,
таких машин еще не было...
С милой торжественностью Лида распахнула перед Романовым двери
маленького коттеджа, где они жили вдвоем с матерью, ожидая его воз¬
вращения. Романов прошел по комнатам. Везде на стенах его портреты
и фотографии, большая полка с его книгами, даже кабинет был точной
копией его кабинета в здании института — тот же привычный стол, и на
нем знакомая фигурка Хроноса. Романов почувствовал, как горячая волна
подступает к горлу.
Он перевел взгляд на дочь и в первый раз с момента их встречи на
ракетодроме посмотрел ей прямо в глаза. Она стояла перед отцом не¬
много растерянная и не спускала с него восторженного взгляда. Лицо
ее озаряла счастливая улыбка.
Да, здесь его ждали... Романов шагнул к дочери и порывисто обнял
ее. Лида доверчиво прижалась к отцу, зарылась лицом в складках его
летной куртки, совсем так же, как это когда-то в суровую минуту проща¬
ния сделала ее мать.
— Папка... Я так счастлива...
Чтобы скрыть волнение, Романов отошел к столу и, взяв фигурку
Хроноса, машинально стал вертеть ее в руках... Но что это? Фигурка
чем-то отличалась от той, прежней. Романов присмотрелся. Ну, конечно,
от неумолимой косы бога времени остался только короткий обломок
древка — как же он сразу не обратил на это внимания? Романов вопроси¬
тельно взглянул на Лиду.
— Эту копию сдалала мать,—прошептала она, отвечая на его немой
вопрос.
Продолжая вертеть в руках скульптуру обезоруженного бога, Романов
напряженно думал:
«Как это понять?.. Что хотела сказать Лида, лишив грозного Хроноса
его оружия? Конечно, она сделала это не случайно. И тогда наш полет,
все испытания, жертвы — все это лишнее, никому не нужное?»
282
Проще всего было спросить обо всем дочь, но Романов почему-то
боялся задать этот вопрос. Наконец, он решился.
Лида не удивилась.
— Я ждала, что ты спросишь об этом... Когда мне исполнилось сем¬
надцать, мать рассказала мне все. А потом я сама работала с ней... до
конца...— Она помолчала немного, видимо, погрузившись в воспоминания, а
затем продолжала: — После того как вы улетели, мать вместе с Сергеем
Михайловичем Ивановым продолжала эксперименты с Эл-волнами, но так
и не добилась успеха. Сначала они работали дружно, но потом между
ними все чаще и чаще стали возникать какие-то разногласия, они спо¬
рили, ссорились и в конце концов расстались...
Я хорошо запомнила один вечер... Был день моего рождения. Мне
исполнилось тогда девять лет. Когда все гости разошлись и мы остались
вдвоем, Сергей Михайлович вернулся. Ради торжественного дня меня,
несмотря на позднее время, не отослали спать, и они говорили при мне.
В тот день я мало что поняла, но каким-то детским чутьем догадалась,
что происходит нечто очень важное. И я запомнила почти каждую фразу,
хотя разобралась во всем гораздо позже. А в тот вечер я была только
удивлена. Сергей Михайлович настаивал на том, чтобы продолжать иссле¬
дования в прежнем направлении, в том направлении, в котором проводил
их ты, отец. А матъ сказала, что, по ее мнению, опыты зашли в тупик,
что это видно даже слепому и что с нее довольно. Это поразило меня.
Я знала, что мать продолжает любить человека, улетевшего в ракете к
далекой звезде, моего отца, тебя. Не было дня, чтобы она не вспоми¬
нала... И вдруг такое... Я разобралась лишь много позже. А тогда я по¬
няла только, что Сергей Михайлович тебя защищает, а мать — против.
Романов замер. Пальцы плотно сжали ручки кресла. С напряженным
вниманием он ловил каждое слово. А Лида продолжала:
— Я хорошо помню, как Сергей Михайлович сказал: «Мы просто не
имеем права прекращать эти исследования. Да и Совет на это никогда
не согласится». А мать ответила: «Среди членов Совета нет ни одного,
кто не понимал бы полнейшей бесперспективности этих исследований так
же хорошо, как мы с вами. Вы не хуже меня знаете, что Совет до сих
пор не прекратил этих работ только из уважения к нему. Но если этого
не делает Совет,— закончила мать,— то обязаны сделать мы...»
— Она была права! — вырвалось у Романова.
Лида кивнула.^
— Да...— Она помолчала, как бы собираясь с мыслями.— Так вот...
Когда мать сказала, что работу надо прекратить, Сергей Михайлович спро¬
сил, что же она собирается делать дальше... Я почувствовала, что он сдал¬
ся... С этого момента их разговор принял чисто научный характер, и я
больше ничего не поняла... А месяца через два Сергей Михайлович пришел
к нам прощаться. Он улетел с очередной космической экспедицией. И мать
осталась в лаборатории одна...
— Что же дальше? — сжав пересохшие губы, спросил Романов.
— Мать никогда не говорила со мной о своей работе до тех пор,
пока я не закончила курс общей подготовки и не достигла совершенно-/
летия. В этот день она все рассказала мне и предложила работать в лабо¬
ратории.— Лида снова умолкла на несколько секунд, а потом сказала:
— После вашего отлета они с Сергеем Михайловичем продолжали
облучать Эл-волнами животных, но по-прежнему неудачно. Они меняли
мощность, режим облучения, меняли дозировку — все безуспешно: живот¬
ные погибали.
—t Ну, конечно,— не выдержал Романов.
Лида удивленно посмотрела на него, но продолжала рассказывать:
— Вот тогда-то мать и пришла к выводу, что путь, по которому они
283
идут,— неправильный и что без вас, без результатов вашей экспедиции
им задачу не решить. «Только он,— говорила она мне,— только он, вер¬
нувшись на Землю, сможет найти решение. Ни мне, ни Сергею Михай¬
ловичу это не по силам. К тому же мы не знаем того, что теперь знает
он. Мать всегда верила в успех вашей экспедиции.— Вот почему я реши¬
ла отложить эту бесполезную работу до его возвращения, а пока что
заняться усовершенствованием генератора. Я хочу создать такой генера¬
тор, который позволял бы, в определенных пределах, изменять частоту
Эл-волн. Может быть, это пригодится ему, когда он вернется...»
У Романова перехватило дыхание.
— И что же?
Генератор построен... Но он стоил ей жизни. Мама не щадила себя.
Видимо, облучение различными частотами, которому она неизбежно под¬
вергалась во время опытов, в конце концов сказалось. Врачи не могли
спасти ее... с
Лида смолкла, а в душе Романова бушевала настоящая буря. Лида,
лида... Лида... Каким шестым чувством ты угадала как раз то единственное
что должна была сделать? И ты сделала... Но... И Марина тоже не пожа¬
лела жизни, чтобы овладеть тайной Эл-волн. Но она будет спасена. Я спа¬
су ее... Нет, не я — мы, мы с Лидой.
~ С того дня прошло всего около месяца. Генератор, построенный Ли-
дои оказался совершенным. Потребовались лишь незначительные доделки
мыйР°бТ°П СН°Ва ВЗГЛЯНУЛ На ЛИпГУРКУ ХР°носа- А победил ли неумоли¬
мый бог Лиду в самом деле? Да, она ушла из жизни, но, уйдя она
успела оставить то, что сейчас так поможет ему, людям: новый генератор
Тот самый генератор Эл-волн с «веером» частот, о котором они с Зубко-
вым мечтали на обратном пути...
Пора!..
Романов решительно прошел в зал генератора. На белом столе
2ыиаУАрИВ° ИЗОГНуТЫМ ВОЛНОВОД°М генератора лежала неподвижная'
рина Романов обвел взглядом присутствующих и спокойно перевел
чаг. В генератор Эл-волн пошел ток!.. к
Романов был уверен. Он смотрел на ленту регистратора и видел
постепенно кривые перестают метаться, как
док, ритм. Ритм жизни.
Он видел: Хронос отступает...
И ВпЭТОпТ Решаю|Дий момент он думал о Лиде и повторял про себя:
Да, Лида... Все-таки Хронос отступает!..
ПОД
Ма¬
ры-
как
в них устанавливается поря-
КОГДА ПЕЧАТАЛАСЬ ЭТА КНИГА, ТАСС СООБЩИЛ:
31 марта 1966 года в 13 часов 47 минут московского вре¬
мени в соответствии с программой дальнейшего исследования
Луны в Советском Союзе осуществлен запуск космической
ракеты в сторону Луны.
На борту ракеты установлена автоматическая станция
«Луна-10».
Основное назначение станции — отработка систем, обес¬
печивающих создание искусственного спутника Луны с целью
исследования окололунного космического пространства, а так¬
же отработка бортовых систем для вывода станции на селено¬
центрическую (окололунную) орбиту.
А СПУСТЯ НЕСКОЛЬКО ДНЕЙ коллективы ученых, кон¬
структоров, инженеров, техников и рабочих, принимавшие
участие в создании, изготовлении и запуске автоматической
станции «Луна-10», доложили XXIII съезду нашей родной
Коммунистической партии, что еще одно важное задание пар¬
тии и правительства по освоению космоса выполнено.
Впервые в мире советская автоматическая станция «Лу¬
на-10» успешно выведена на окололунную орбиту и стала
первым в мире искусственным спутником Луны.
Выводом автоматической станции «Луна-10» на окололун¬
ную орбиту решена сложнейшая научно-техническая задача,
открывающая новую страницу в освоении Луны.
Мы, рапортовали участники создания первого искусствен¬
ного спутника Луны, посвящаем это достижение в освоении
космического пространства XXIII съезду Коммунистической
партии Советского Союза.
285
Делегаты XXIII съезда Коммунистической партии Совете*
кого Союза, наша партия, весь советский народ сердечно
поздравили ученых, конструкторов, инженеров, техников и
рабочих, коллективы и организации, принимавшие участие в
разработке, создании и запуске первого искусственного спут¬
ника Луны.
1 руб- 19 коп.