книги из ГПНТБ / Печенюк И.Л. Из глубин Вселенной
.pdfМощные советские ракеты помогли ученым поднять приборы на гораздо большую высоту. Систематическая настойчивая работа коллекти ва советских ученых под руководством С. Н. Вернова и А. Е. Чудакова позволила устано вить, что околоземная зона радиации, точнее — наиболее изученная ее область, состоит из двух частей — поясов. Словно ожерелья, обнимают они по экватору земной шар. Огромные ожере лья как бы вложены одно в другое. По распо ложению этих двух поясов ученые дали им на звание внутреннего и внешнего. Внутренний пояс тянется вдоль экватора, и от земной по верхности его отделяет каких-нибудь 500—600 километров. Когда спутники попадали в область внутреннего пояса, то находящиеся здесь час тицы оказывались настолько активными, что создавали в приборах искусственные радиоак тивные вещества. А ведь для того, чтоб вызы вать такие явления, частицы должны обладать энергией не менее 100 миллионов электроновольт.
Радиация здесь так сильна, что представ ляет опасность для всего живого, значительно превышая предельную дозу для любого суще ства.
Второй, внешний пояс гораздо больше по размерам, чем внутренний, и отходит от поверх ности Земли намного дальше. Над районом эк-
49
ватора нижняя граница его находится на рас стоянии более 10 тысяч километров. Лишь на больших широтах — в полярных областях он подходит своими отрогами к земной поверхности на расстояние 200—300 километров.
Но представить себе со стороны эту зону гораздо легче, чем ответить на вопрос, как она возникла, каким образом «застряли» в этой ло вушке невидимые частицы.
Интересную, оригинальную гипотезу выдви нули С. Н. Верное, А. И. Лебединский и А. Е. Чудаков. Они предположили, что части цы, находящиеся в зоне повышенной радиации, прибывают сюда из атмосферы Земли. Под дей ствием космических лучей в верхних слоях ат мосферы происходит разрушение атомных ядер. Одним из продуктов этого разрушения является нейтрон — частичка атомного ядра, которая не обладает электрическим зарядом. Именно пото му, что эта частичка нейтральна, она может беспрепятственно проходить сквозь магнитное поле Земли. Прошла — и очутилась в магнит ной «западне»! Ибо нейтрон — частица весьма неустойчивая, недолговечная: «живет» он всего 1000 секунд. Нейтрон самопроизвольно распа дается на простейшие частицы — протон, элек трон и нейтрино, причем протон и электрон — частицы, электрически заряженные, и если рас пад произошел в пределах магнитной «ловуш-
50
ки», они окажутся пойманными, «плененными», и выбраться отсюда им теперь будет нелегко. Конечно, какое-то количество частиц все же «просачивается» сквозь «магнитные стенки», уходит из ловушки. Улетает, например, ней тральная частица нейтрино.
Вот так, по предположениям ученых, обра зуется внутренний радиационный пояс. По свое му объему он гораздо меньше внешнего пояса, и полеты спутников выявили довольно точно его расположение, природу, свойства находящихся там частиц.
Намного сложней оказалось разобраться в причинах возникновения внешнего радиацион ного пояса.
Известно, что Земля непрерывно подвергает ся бомбардировке со стороны Солнца. Солнце излучает свет, а также выбрасывает в простран ство мощные потоки частиц — корпускул.
Вот эти-то потоки, врываясь в пределы маг нитного поля, настолько искажают его, так на рушают расположение силовых линий, что заря женным частицам — электронам удается, ве роятно, проникнуть в область внешней радиа ционной зоны. Раз пробравшись сюда, они в этой ловушке и остаются. Спутники и ракеты сообщали о том, что внешний радиационный пояс «дышит» — время от времени меняется его положение, колеблется число захваченных им
частиц. Удалось также обнаружить, что внеш ние границы этой радиационной зоны отстоят от Земли на расстоянии 70— 100 тысяч километ ров.
Все эти сведения о радиационных поясах —• результат первой разведки космического про странства. Много еще здесь непонятных нам яв лений. Неясно, например, почему внешний и внутренний радиационные пояса так резко от делены друг от друга, почему не заполнено из лучением большое пространство между ними.
Но даже сейчас, на начальной стадии изуче ния радиационных поясов Земли, можно исполь зовать наши сведения о них.
Этим обстоятельством воспользовались со ветские физики С. Н. Вернов, А. Е. Чудаков, Ш. Ш. Долгинов, Н. В. Пушков. При помощи космических ракет они исследовали простран ство вокруг Луны: не обнаружится ли там ра диационная зона? Приборы показали, что в районе Луны поясов радиации нет. Значит, нет и магнитного поля. Если же там и есть какое-то подобие магнитного поля, то оно по меньшей мере в тысячу раз слабее земного — так пока зал опыт.
Эта особенность Луны представляет большой интерес для науки. Ведь до сих пор нам все еще не известны причины происхождения магнетиз ма небесных тел и Земли в том числе.
СОЛНЦЕ И РАДИАЦИЯ
Пояса радиации играют важную роль в жиз ни нашей планеты. Радиационная зона пред-' ставляет собой огромный резервуар заряженных частиц, расположенный между Солнцем и Зем лей. А известно, что Солнце, которое посылает на Землю свет и тепло, обладает весьма неспо койным характером. Довольно часто на Солнце возникают колоссальной силы взрывы. Астро номы наблюдают их в виде ярких вспышек, тем ных пятен. Явления эти происходят примерно раз в месяц, и тогда Солнце испускает в огром ном количестве заряженные частицы. В такие моменты, под влиянием потоков частиц, прихо дящих от Солнца, внешний радиационный пояс начинает «дышать», граница его в полярных областях опускается, зона радиации проникает в атмосферу. Вот тогда-то и можно наблюдать полярные сияния, тогда-то и возникают магнит ные бури,сильные радиопомехи.
53
Так, например, бурная вспышка, которая произошла на Солнце в феврале 1956 года, тут же дала о себе знать на Землю: замолкло боль шинство радиостанций в Азии, Африке и Евро пе, прекратилась телеграфная и телефонная связь. Целых сорок минут бушевал эфир! Пото ки солнечной радиации взбудоражили атмо сферу, на Землю внезапно обрушились грозы и ураганы, над тропиками появилось совершенно необычное для этих мест явление — полярные сияния. В затруднении оказались моряки и лет чики — все компасы и магнитные приборы вы шли из строя; как заводные, вертелись стрел ки. Некоторые врачи утверждают, что буря на Солнце повлияла даже на состав крови чело века. Можно представить, что же творилось в эти минуты в космосе!
Невидимые космические излучения как бы «просвечивают» вселенную. Так лучи рент геновского аппарата пронизывают насквозь че ловеческое тело, и на экране появляются тени — очертания непрозрачных для этих лучей суста вов, ребер, становятся видны изменения в тка нях тела. Примерно так же ведут себя и косми ческие лучи. Если на их пути попадается маг нитное поле или встретится корпускулярный поток, то космические частицы замедлят свое движение, их интенсивность уменьшится, они могут уйти в сторону. Так, в периоды солнечных
54
вспышек на нашу планету поступает несколько меньше излучений из космоса. Исследование этих излучений помогает, например, определить мощность и направление солнечного корпуску лярного потока, уточнить силу взрыва.
Но вернемся к радиационным поясам. Влия ние их сказывается во многом. Возможно, они воздействуют и на развитие земных организ мов, на жизнедеятельность человека.
По всей вероятности, радиационные пояса препятствовали проникновению жизни из кос моса на нашу планету.
Но нам, постоянно живущим на Земле, не зачем опасаться вреднего действия космической радиации. Примерная доза космического облу чения на уровне моря составляет всего лишь 0,0004 рентгена в день. Это значительно меньше наиболее допустимой безвредной дозы 0,05 рент гена в день.
От воздействия первичного космического излучения наша планета надежно защищена: со всех сторон ее плотно облегает слой атмосферы. Многими тысячами километров атмосферного вещества отделена Земля от коварного космо са. А недавно при помощи геодезических ракет была обнаружена еще одна защитная «полоса».
Оказалось, что |
на высоте около 100 |
километров |
|
и |
выше Земля |
окружена пылевой |
оболочкой, |
Е |
которой собираются мельчайшие |
метеориты. |
|
55
Оболочка эта сравнительно плотная — микро метеоритов здесь в тысячи и десятки тысяч раз больше, чем в межпланетном пространстве. По нятно, что и это пылевое «покрывало» допол няет «систему прикрытия» вокруг Земли.
Когда нам придется вылетать с поверхности Земли в глубь вселенной, мы постараемся избе жать встреч с радиационными поясами. Они на столько насыщены высокоэнергичными части цами, что при встрече с космическим кораблем могут вызвать в нем повышенную радиоактив ность. Такие частицы, как электроны, попадая в корпус корабля, поглощаются его стенками, но порождают при этом сильное рентгеновское из лучение, которое буквально пронизывает весь корабль. Действие этого излучения может очень вредно отразиться на межпланетных путеше ственниках.
Особенно серьезную опасность для жизни космонавтов представляют солнечные «бури». Ведь интенсивность облучения в межпланетном пространстве во время такой бури может в ты сячи раз превосходить нормальный уровень космической радиации. Раньше, до нашего зна комства с ближним космосом, мы часто преуве личивали опасность встреч космического кораб ля с метеоритами, влияние на человеческий ор ганизм невесомости. Но до последних лет ни чего не было известно об опасности переоблуче-
56
ния, и этот важный момент совершенно не при нимали в расчет.
Проблема, однако, оказалась очень серьез ной. Для успешного решения необходимо орга низовать самую действенную службу Солнца, вести постоянное круглосуточное наблюдение над солнечной активностью, нужно научиться предсказывать солнечную «погоду». Чтобы обе зопасить человека, отправляющегося в космос на большие расстояния от Земли, необходимо также установить на космическом корабле осо бые защитные экраны, которые задержат вред ные излучения. Правда, эти экраны — допустим, массивные свинцовые плиты — значительно уве личат вес корабля, а значит, потребуется уве личить мощности двигателей. Следовательно, предстоит решить немало трудных технических задач. Кроме того, придется выбирать такое на правление полета, чтоб до предела уменьшить вероятность встреч с областями сильной радиа ции.
Ведь и маршруты полетов первых советских космонавтов были проложены с таким расчетом, чтоб космические корабли не попали на высоты, захваченные опасной радиацией.
Наиболее безопасные дороги в космос проле гают на высоких широтах, в приполярных райо нах нашей планеты. Этим путем можно будет обойти радиационные пояса Земли.
ИЗ ГЛУБИН ВСЕЛЕННОЙ
Есть у Маяковского такие строки:
Послушайте! Ведь, если звезды зажигают —
значит — это кому-нибудь нужно? Значит — это необходимо, чтобы каждый вечер над крышами
загоралась хоть одна звезда?I
Небо, звезды влекут к себе людей уже мно гие сотни тысяч лет. К звездам человечество тя нется с самой своей колыбели. Достичь их — великая мечта людей.
Многое рассказывают нам о звездах свето вые лучи, слабые, еле уловимые отблески дале- ких-далеких светил. Повествуют о далеких ми рах и космические излучения.
Каждый новый шаг науки раскрывает новые странички великой космической книги. Человек
58