книги из ГПНТБ / Путешествие по космосу от А до Я [ответы на вопр. читателей]

Она полноправный представитель космоса.

Совсем недавно человек вывел научные лаборатории за пределы Земли, а затем и сам переступил порог сво­ его «дома». Он увидел наконец шар Земли в голубова­

42

тий? Но нет, на глубине всего лишь в, несколько кило­ метров от поверхности (самые глубокие скважины в на­ ши дни достигают 5—7 километров, а это все равно как если бы мы царапнули кожицу яблока) начинается об­ ласть весьма неопределенных предположений и гипотез.

Что же сегодня известно геофизике, науке, изучаю­ щей строение Земли? Из чего состоит ядро нашей пла­ неты? Почему Земля дышит?

С этими вопросами мы обратились к члену-корресг понденту Академии наук СССР, президенту Междуна­ родного геодезического и геофизического сокЗза Влади­ миру Владимировичу Белоусову.

— Действительно, дальше 5—7 километров лежит область, не подвластная прямому изучению. Там в пра­ ва, вступают геофизические методы. С их помощью мы пытались хотя бы в какой-то мере представить распо­ ложение внутри Земли того материала, из которого она сложена. Например, колебания от естественных земле­ трясений, проходя через толщу земного шара, как бы «просвечивают» его.

Если строение верхней части коры мы еще более или менее хорошо знаем, то уже о нижнем этого сказать нельзя. Даже его название — «базальтовый» в какой-то мере условно. Просто скорость распространения упругих колебаний в этом слое примерно'такая же, как и в ба­ зальтах. А может быть, это какая-то иная порода, поро­ да другого состава, близкая, скажем, к гранитам или осадочным. породам, а давление порядка 10 тысяч ат­ мосфер (на этой глубине именно такое давление) при­ дает им свойства базальта.

Ниже лежит мантия Земли. Это толстая оболочка, обволакивающая ядро. Она простирается до глубины

43

2900 километров. Верхняя ее часть, толщиной примерно в 1000 километров, называется верхней мантией. Онато и представляет для ученых особый интерес. Именно здесь зарождаются исполинские силы, которые сотря­ сают Землю, в ней заключены первопричины вулканиз­ ма, движения земной коры.

Какова природа мантии? Каков химический состав? Пока это все загадки. Очевидно, что она образована из более плотного и тяжелого материала, -чем по­ верхностные слои Земли, так как сейсмические волны распространяются здесь быстрее. Но каков этот мате­ риал?

Есть разные точки зрения. Разрешить этот спор мо­ жет только глубинное бурение.

Проблема верхней мантии интересна не только с по­ знавательной точки зрения. Изучение того, что проис­ ходит в верхних участках мантии, поможет нам построить действительно научную теорию о размещении полез­ ных ископаемых. Ведь все наши минеральные богат­ ства «сделаны» недрами. Кто знает, может быть, на больших глубинах мы обнаружим богатейшие залежи металлов.

Сейчас все большее число исследователей начинают разделять точку зрения академика О. Ю. Шмидта на происхождение нашей планеты. По его мнению, земной шар образовался путем слипания холодных частиц разных размеров. Частицы эти обладалирадиоактив­ ностью, поэтому развитию планеты сопутствовало ее

.разогревание.

С этой точки зрения и все, что происходит в глуби­ нах Земли, можно рассматривать как результат влия­ ния тепла, которое накапливается в ходе радиоактив­ ного распада некоторых элементов.

Прогревание земных недр идет непрерывно с мо­ мента образования Земли. Расчеты говорят, что радио­

44

активные элементы внутри ее распадутся только через десять миллиардов лет.

Вещество, из которого состоит Земля, очень плохо

с глубинным веществом. Выделяется тепло и за счет поднимающихся воды и газов. И устанавливается так называемое тепловое равновесие. Правда, это делается постоянно с некоторым запозданием, поэтому Земля все время находится в несколько перегретом состоянии.

Вкакой-то мере можно сказать, что ее недра кипят. Скорость распространения сейсмических волн рас­

сказывает ученым, что на глубине 200—400 километров слой размягчен. На этой глубине, видимо, происходит процесс выплавления. Более легкие породы, близкие по составу к граниту, выплавляясь в отдельные гряды, поднимают земную кору. В промежутках между ними происходит оседание более тяжелых'пород и опускание

«приливное дыхание» планеты, вызванное силой притя­ жения Солнца и Луны. По Земле' бежит, огибая ее, гигантская волна.

Теперь о том, что мы знаем о ядре, о его химическом составе. Здесь, пожалуй, неясного еще 'больше, чем когда мы говорим о мантии.

Известно только, что на глубине 2700 километров уменьшается скорость распространения сейсмических волн и, что самое важное, пропадают поперечные волны, которые, как известно, не проходят через жидкость. Это очень надежное указание на то, что внешнее ядро жидкое. Оно кончается на глубине 5000 километров.

45

Остающиеся до центра Земли 1370 километров принад­ лежат внутреннему ядру. Скорость движения сейсмиче­ ских волн здесь снова растет. Еще трудно говорить о том, жидкое внутреннее ядро или твердое, но косвен­ ные данные говорят все-таки, что, по-видимому, это ядро твердое. Но из чего состоит оно?

Сторонники одной точки зрения, уже достаточно старой, считают, что ядро Земли железное с небольшой примесью никеля. Предполагают, что метеориты (а среди

риал», то есть железо. Об этом же говорят и расчеты плотности вещества ядра при тех давлениях, которые существуют в центре Земли.

Есть и другая точка зрения. Дело в том, что при под­ счете относительного содержания различных элементов в планетах Солнечной системы ученые пришли к неожи­ данному выводу. Оказалось, что железа слишком мало, чтобы образовывать в планетах такие большие ядра, как, например, земное. Поэтому эта группа ученых счи­ тает, что ядро состоит из силикатных соединений, кото­ рые вследствие колоссальных давлений стали походить по своим свойствам больше на металл.

Есть и иные точки зрения. Но все они — гипотезы, основанные на косвенных данных.

Вот если бы удалось послать «спутник» к центру Земли, чтобы он взял там пробу и вернулся либо как-то передавал все сведения на поверхность Земли, тогда сомнения были бы разрешены.

Снаряд к центру Земли, бесспорно, пока фантазия, но не фантазерство. Все зависит от технических воз­ можностей. Представьте себе металлического крота, устойчивого к давлениям и температуре и управляемого с помощью телемеханической системы. Одна из главных

46

(ЭННЫЕ РАКЕТЫ

Так называются ракетные летательные аппараты, движущиеся за счет отбрасывания с высокой скоростью электрически заряженных частиц. Источником энергии для двигателя такой ракеты может служить, например, либо излучение Солнца, либо атомный реактор.

Скорость, которую может развить ракета с двигате­ лями, работающими на современных химических топли­ вах, не беспредельна. Она ограничена, в частности, ско­ ростью истечения продуктов сгорания из сопла двига­ теля. Ионный ракетный двигатель позволяет, в прин­ ципе, получить скорость истечения заряженных частиц,

48

близкую скорости света. Однако ракета, снабженная таким двигателем, будет разгоняться очень медленно. На достижение высокой скорости полета ей понадобятся недели и месяцы. Поэтому ракету с ионным двигателем целесообразно вначале вывести на околоземную орбиту

электрическое поле. Источником положительно заря­ женных ионов служит легко ионизируемое вещество, например металл цезий. Поступая в электрическое поле, ионы разгоняются до большой скорости и выбрасыва­ ются из сопла, создавая силу тяги.. На выходе из дви­ гателя в пучок ионов тем или иным способом надо вво­ дить электроны, чтобы количество положительных и отрицательных частиц, покидающих ракету, было оди­ наковым. Иначе ракета получит значительный электри­ ческий заряд, и двигатель перестанет работать.

Каковы величины ускорений, которых можно достичь с помощью ионных двигателей? Результаты расчетов, выполненных для одного из многочисленных проектов, показывают, что ионная ракета, выведенная на орбиту,

вполне возможное. Однако главное препятствие на пути их практического использования — слишком маленькая сила тяги.

4 Путешествие по космосу от «А» до «Я».

дов). Метод этот заключается в следующем: человек размещается в катапультном кресле, затем включает стреляющий механизм. Давление пороховых газов вы­ брасывает с большой скоростью кресло вместе с летчи­ ком. Уже в воздухе кресло автоматически отделяется, дальше идет обычный спуск с парашютом.

Может возникнуть вопрос: нужен ли метод катапуль­ тирования в космонавтике? Ведь на той высоте, на кото­ рой проходят орбиты кораблей-спутников, атмосфера очень разрежена, поэтому и воздушный поток не должен мешать космонавту, покидающему в случае аварии ка- 'бину. Это как будто бы и так. Но сложность здесь в дру­ гом. Пилот, падая в очень разреженных слоях атмо­ сферы, будет не в состоянии управлять своим телом и может разбиться о плотные ее слои.

Чтобы не подвергать человека опасности, нужна спе­ циальная катапультируемая кабина. Специальные уст­ ройства должны надлежащим образом ориентировать и стабилизировать ее при спуске, делать его достаточно плавным.

Следующей ступени большей безопасности можно до­ стичь, снабдив в свою очередь и такую кабину катапуль­ тируемым устройством с тем, чтобы уже дальше спуск был обычным, на парашюте. Таким образом,, катапульти­ рование может проходить в два приема.

По м еты

Время от времени на небосводе появляются странные небесные тела. В старину их появление связывали с гря­ дущим наступлением конца света, в лучшем случае их считали предвестниками войны, повальных эпидемий и других бедствий. Приходили они непонятно откуда и все­