СПУТНИКИ ИЗУЧАЮТ ЗЕМЛЮ

СПУТНИКИ ИЗУЧАЮТ ЗЕМЛЮ

Сейчас в космосе летает свыше сотни спутников, считая наши спутники, американские, а также всевозможные детали, оставшиеся в космосе от космических ракет-носителей, и т. п.

Простое наблюдение за полетом этих «небесных тел» оказало огромную услугу таким земным наукам, как, например, география и геодезия.

География начинается с карты. Но, чтобы составить карту, надо прежде всего измерить расстояния между отдельными точками на местности. Рулеткой расстояния в десятки километров не измеришь. На пути могут оказаться леса, горы, реки. Геодезисты измеряют расстояния теодолитами. Они ставят на местности, на высоких местах, особые вышки. А потом от каждой вышки наблюдают в теодолиты соседние. По углу, на который при этом поворачивается теодолит, вычисляют расстояние между вышками. Так геодезисты «шагают» от вышки к вышке на тысячи километров, измеряя из конца в конец целые материки.

Этот способ измерения расстояний называется «триангуляцией».
Это громоздкий и трудоемкий способ. Кроме того, этим способом не измеришь ширину океанов. Да и на суше далеко не всюду заберешься с теодолитом, не всюду построишь вышку.

Короче говоря, всю планету в целом геодезисты измерить не могут.
Составление карт затрудняется еще тем, что Земля не плоская. Земля шарообразная. Карта рисуется на плоском листе бумаги, а изображает она «выпуклую» местность, изображает кусочек шара. Чтобы определить, насколько местность «выпукла», геодезистам приходится по ночам наблюдать одни и те же звезды из разных мест земного шара и, сравнивая, высчитывать, насколько одно место «наклонено» по отношению к другому.

Однако все это было бы еще не так страшно, если бы Земля была совершенно правильным шаром. Но Земля совсем не правильный шар. И нет такого гигантского штангенциркуля, которым можно было бы измерить поперечник нашей «помятой» планеты по всем направлениям.

Для составления по-настоящему точных географических карт нужно знать точную форму земного шара.

Так вот, пока люди были прикованы к Земле, эта задача была чудовищно сложна. В свое время ученые всего мира спорили, вытянута Земля или сплюснута. Семьдесят лет прошло, пока ученые смогли, наконец, с большим трудом определить, что Земля сплюснута с полюсов. После этого человечеству понадобилось еще сто пятьдесят лет, чтобы определить, насколько она сплюснута. Оказалось, что расстояние от центра Земли до полюсов на 21 километр меньше, чем до экватора.

Сто пятьдесят лет лазали геодезисты по лесам, горам, пустыням, где не было, да и сейчас иногда нет еще, никаких дорог. Сколько потрачено труда!
А сейчас, с помощью спутников, эта задача заново решена всего за два года.?
Решена с легкостью, а главное — гораздо точнее.

При этом уточнилось, что Земля сплюснута не только с полюсов, но и немного с боков. Экватор не ровный круг. «Африканский» диаметр больше «американского» на целых 200 метров.
Скорость спутника всегда точно известна. Поэтому, например, заметив точно время, которое спутник затрачивает на то, чтобы пересечь океан, можно высчитать ширину океана.

Спутник всегда летит по очень правильно «прочерченной» в космосе орбите. Поэтому, измеряя высоту его полета, мы узнаем высоту местности, где она поднялась поближе к орбите спутника, где опустилась. А это значит, что мы узнаем, где земной шар имеет «выпуклость», а где «вмятину».

Так спутники помогли геодезистам узнать совершенно точные размеры и форму земного шара. А это значит, что географы получат, наконец, совершенно точные карты нашей планеты.

Не забывайте, кстати, что карты Земли надо все время подновлять. Почему? Да потому, что многие острова, материки и отдельные части материков «ползут» в разные стороны. Северная Америка, например, уползает от Европы ежегодно на 4 метра, Гренландия — на 36 метров, а остров Корсика в Средиземном море «мчится» со скоростью 150 метров в год!

Происходят поднятия и опускания целых районов. Скандинавский полуостров поднимается на метр каждый год, оттесняя море. Гималаи поднимаются в год на пять метров.

За всеми этими «историями с географией», конечно, гораздо легче следить с помощью спутников.
Спутники, снабженные автоматически действующей фототелевизионной и радиоаппаратурой, снимающие Землю подряд, участок за участком, будут давать нам регулярно полную и точную картину всего земного шара.
Одна фотография, снятая с высоты в несколько сот километров, с орбиты спутника, заменит труд целой армии геодезистов, топографов и географов, медленно и мучительно «ползающих» по земле. Особенно если речь идет о каком-либо труднопроходимом районе.

Знаете ли вы, что такое геофизика? Это наука о свойствах земного шара в целом. Геофизиков интересует внутреннее строение нашей планеты, ее ядро, физические процессы «планетарного масштаба», происходящие в недрах земли, приводящие, например, к землетрясениям. Геофизики занимаются магнитными свойствами Земли, силой тяжести на Земле. Изучают геофизики и влияние на Землю других небесных тел: Солнца и Луны.

Так вот, во всех этих областях геофизики уже получили с помощью спутников новые и очень интересные материалы.

Совершенно неожиданно, например, спутники обнаружили сильнейшую магнитную аномалию в южной части Атлантического океана. Может быть, там, на дне океана, находятся неслыханно огромные залежи железной руды?

Спутник, пролетая над поверхностью Земли, может обнаружить не только железную руду. Если очень точно проследить за полетом спутника, то можно обнаружить, что он летит немного волнообразно. В тех местах, где в глубинах Земли залегают тяжелые горные породы, Земля притягивает к себе спутник сильнее, и он чуть заметно снижается к Земле. А где залегают легкие породы, спутник взмывает снова кверху. По этим провалам и взлетам спутника геофизики судят о строении глубин Земли. А это, в свою очередь, позволяет геологам искать полезные ископаемые там, где их найти всего вероятнее.

Известно было, что сгустки корпускулярного излучения Солнца, долетая до Земли, вызывают магнитные бури. С помощью спутников удалось подметить, что во время магнитных бурь происходят небольшие, но резкие изменения скорости вращения Земли. А это создает в толще планеты колоссальные напряжения, которые могут потом проявиться в виде землетрясений. Короче говоря, обнаружилась связь между землетрясениями и солнечной деятельностью, о которой совершенно не подозревали. Это фундаментальное открытие.

Мы говорили пока про пользу, которую принесли и будут приносить нам спутники-автоматы, так сказать «обращенные лицом к Земле», обслуживающие Землю, помогающие изучить Землю.
Но еще нужнее спутники, «обращенные лицом к космосу».

СПУТНИКИ ИЗУЧАЮТ НЕБО

С нетерпением ждут астрономы, когда их, хотя бы с маленьким телескопом, посадят на спутник и они окажутся на орбите.

Ведь астрономы — несчастные люди. Они изучают космос и небесные тела, глядя на них в свои телескопы через воздух. А что такое воздух? Это грязная, мутная пелена, сквозь которую почти ничего толком не разглядишь. Это все равно, что читать в запотевших очках.

Астрономам приходится фотографировать планеты через телескоп. Приходится делать большую выдержку. А воздух все время «струится». Изображение планеты на фотопластинке колышется. Снимок получается нечеткий, размазанный.

С помощью спектроскопа, особого прибора, надетого на телескоп, астрономы разлагают свет, идущий от планет или от звезд, на составные части и определяют таким образом химический состав воздуха на планетах, материал, из которого состоят звезды, и т. д. Но и тут земной воздух путает всю картину. Целый ряд лучей, идущих от небесных тел, воздух вообще не пропускает. И как тут узнать, совсем их нет или они застряли по дороге, в воздухе.

Астрономы долго не могли обнаружить, например, в атмосфере планеты Венера присутствие водяного пара. Но вот американский астроном Мур в 1959 году поднялся с телескопом на воздушном шаре на высоту всего 26 километров и сразу же обнаружил на Венере водяной пар. Даже такой небольшой подъем и то помог. А как помог бы «выход» астронома с телескопом за пределы атмосферы.

Астрономы, вырвавшиеся в космос, просто воспрянут. Новые открытия посыплются одно за другим.
Напомним две любопытные подробности по поводу астрономических наблюдений со спутника.
Спутник летит в пустоте без работающих двигателей, совершенно спокойно. Его можно «успокоить», чтобы он не поворачивался. Тогда телескоп, установленный на спутнике, будет стоять «как вкопанный». А ведь это очень важно для получения хороших, четких снимков.

И второе. На спутнике невесомость. Телескоп на Земле — это очень громоздкое и тяжелое сооружение. Приходится делать у телескопа очень прочную толстостенную трубу, чтобы она не прогнулась. Поворачивать телескоп на Земле приходится огромными тяжелыми моторами. А в космосе это все не нужно. Телескоп, предназначенный для работы в космосе, можно делать совсем легким. Труба не прогнется, потому что она ничего не весит. И огромный объектив нужно только слегка придерживать, чтобы он «не уплыл» со своего места, как воздушный шарик. И поворачивать в космосе огромный телескоп можно «мизинчиком».

В космосе можно без труда соорудить телескоп с трубой в сто раз длиннее, чем на Земле. А это значит, что и изображение наблюдаемой планеты получится в сто раз больше. Представляете, какие роскошные снимки сразу смогут получать астрономы?

Астрономы, «оседлавшие» спутники, не забудут, конечно, оглянуться и на Землю. Давно тяготит их, например, одна тайна Земли, которую можно разгадать, только взглянув на нашу планету со стороны.

Дело вот в чем. На юге в ясные ночи, в стороне, противоположной Солнцу, иногда наблюдается слабое свечение неба в виде расплывчатого круглого пятна. Астрономы предполагают, что это «хвост» Земли из легких газов, «сдутых» солнечными лучами. Может быть, Земля, если посмотреть на нее в космосе издалека, похожа на комету? Как это должно быть красиво!

Большой интерес для астрономов представляет возможность «выловить», летая на спутнике, частички космической пыли и метеориты в их «первозданном виде».

Вы знаете, что метеориты — это мелкие и крупные осколочки, летающие в космосе в разных направлениях. Когда на их пути встречается Земля, они с разгона врезаются в атмосферу и, как правило, сгорают. Мы видим их по ночам как падающие звезды. Крупные метеориты не успевают сгореть и долетают до Земли. Но поверхность их всегда оплавлена, обуглена. Потому что, пролетая сквозь атмосферу, они раскаляются добела.

Коллекции метеоритов есть в Ленинграде и в Москве. Они очень интересны.

Некоторые метеориты — каменные, а некоторые состоят из чистого железа.
Предполагают, что некогда в нашей солнечной системе между Марсом и Юпитером существовала еще одна планета. Потом она по неизвестной причине развалилась на куски. Обломками этой планеты являются и астероиды, так называемые малые планеты, которые кружатся вокруг Солнца, в основном, в районе между Марсом и Юпитером, и метеориты, и космическая пыль. Может быть, каменные метеориты — это обломки оболочки погибшей планеты, а железные — это обломки ее ядра. Мы ведь считаем, что земное ядро тоже состоит из чистого железа. Но проверить это нам долго не удастся. Добраться до земного ядра не просто. Оно находится на глубине свыше четырех тысяч километров. А тут нам в руки попадают осколки чужого ядра, которое, наверное, мало чем отличается от земного. Это же страшно интересно! Но во много раз интереснее было бы получить в руки метеориты, не обгоревшие в атмосфере. Тогда можно было бы лучше представить себе обстоятельства, при которых раскололась планета.

Очень интересно посмотреть на «нетронутый» метеорит. Какой у него вид после того, как он провел в космосе несколько миллионов лет, какая у него поверхность? Ведь миллионы лет его бомбардировали корпускулярные излучения Солнца, космические лучи, приходящие от далеких звезд, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи. У такого метеорита поверхность должна быть такая же, как у любого небесного тела в солнечной системе, не прикрытого атмосферой, например у астероидов, у Луны, на которые в скором времени человеку предстоит высаживаться.

А вдруг попадется метеорит, представляющий собой осколок поверхности погибшей планеты, со следами некогда живших там живых существ? Такие следы на метеорите, пробившем земную атмосферу, могут не сохраниться. Их «сдует». А на метеорите, спокойно летающем в пустоте, они могут еще быть.

Предполагают, что в космосе существует большое количество очень рыхлых метеоритов, напоминающих, например, застывшую пену или комки пепла. Такие метеориты вообще не могут долететь до поверхности Земли. Они развалятся при первом прикосновении к земной атмосфере. В космосе же их можно будет выловить. Они представляют большой интерес для науки.

Как видите, в космосе даже около Земли много работы. При этом далеко не всю работу могут выполнить автоматы. Поэтому в космос, на орбиту, проложенную Гагариным и освоенную Титовым, Николаевым и Поповичем, Быковским и нашей героиней Валей Терешковой, скоро полетят работать один за другим новые космонавты мужчины и женщины. Среди них будут астрономы и геологи, физики и химики, метеорологи и географы.

Со временем люди создадут в космосе для этих героев больше комфорта. Уже не в тесных кабинах маленьких космических кораблей придется им жить и работать. На орбитах около Земли будут собраны огромные «внеземные орбитальные станции». Это будут сложные и умные сооружения с экипажем в десятки человек, с удобными каютами, с богато оборудованными лабораториями. Там будет работать множество отделов: отдел ретрансляции радиопередач, метеослужба, служба Солнца, отдел географии, геологии и геофизики, астрономическая обсерватория, отдел астрофизики, отдел метеоритики, отдел биологии, отдел космической медицины и другие.

Пока мы говорили о пользе, которую принесли и будут приносить нам обитаемые и автоматические спутники Земли.