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

гда неожиданно. Половину ночного неба перечеркивал светящийся хвост загадочного пришельца, похожий на прядь волос, развевающихся по ветру. Проходили дни, иногда месяцы,— и таинственное небесное тело исчезало. Люди, ждавшие конца света, с облегчением вздыхали.

Вы, конечно, поняли, что речь идет о кометах — не­ бесных телах, получивших свое название от греческого слова «кометес», что означает «длинноволосый».

Кометы так же, .как и планеты, обращаются вокруг Солнца, только их орбиты гораздо более вытянуты. Что они собой представляют? По современным воззрениям, голова, или ядро, кометы состоит из метеорного веще­ ства и замороженных газов, таких, как метан, амми­ ак, углекислый газ, водяной пар. Хвост кометы состоит из газа и тончайшей пыли. Давление света, излучаемого Солнцем, постоянно отталкивает этот шлейф. Поэтому, с точки зрения наблюдателя, он то задран кверху, то предшествует голове в ее движении по небосводу и лишь иногда развевается там, где ему, казалось бы, надлежало находиться всегда.

Кометами астрономы интересуются давно. То, что хвост кометы всегда обращен в сторону от Солнца, пер­ вым подметил еще средневековый астроном Петр Апиан в 1531 году.

Интересно указать еще на один исторический факт. Вскоре после того, как Ньютон опубликовал свой закон всемирного тяготения, английский астроном Галлей вы­ числил период обращения одной кометы. По расчетам получалось, что комета, которую последний раз наблю­ дали в 1682 году, должна возвратиться в окрестности Земли в 1758 году. Через, шестнадцать лет после смерти астронома, точно в назначенный им год комета появи­ лась над Землей. Это было первое точное предсказание появления комет.

Орбиты комет различны, различны и периоды их об

52

ращения — от трех с половиной Лет до трех с лишним миллионов лет. На движение комет сильное возмущаю­ щее воздействие оказывают планеты, особенно такие гиганты, как Юпитер. Разрушаясь, кометы превращают­ ся в скопления метеорных тел.

Сколько же комет бродит по просторам Солнечной системы? Астрономы подсчитали, что их примерно 120 000. Откуда же они берутся, эти небесные странники? Точного ответа пока нет. Но есть весьма правдоподобное предположение. По-видимому, на окраине Солнечной си­ стемы существует кометное «облако», поставляющее нам «хвостатых скитальцев».

Космос

Мы называем этим словом все то, что, лежит за пре­ делами нашей планеты. Но где, собственно, начинается космос? Вот что говорит по этому поводу профессор В. В. Парин:

•— На это трудно дать ответ, потому что эта граница условна, и все зависит от того, с точки зрения какой на­ уки мы подойдем к определению. Для астрофизику и геофизики космос начинается на высоте около тысячи километров над поверхностью Земли. Это высота, до которой доходят крайние части зоны полярных сияний. С точки зрения физики, изучающей свойства околоземно­ го пространства, 200 километров над Землей — уже кос­ мос. На этой высоте почти полностью отсутствует сопро­ тивление движущимся предметам.

Биологически эта граница гораздо блюйе к нам. Для биологов космос начинается там, где невозможно под­ держивать жизнь иначе, как в герметически закрытой кабине, с искусственно создаваемой газовой средой. А такая зона начинается на высоте 16 километров.

53

кОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ

Охотясь за космическими лучами, ученые забираются на высокие горы и опускаются в морские глубины, часа­ ми просиживают у регистрирующей аппаратуры в шах­ тах и посылают свои приборы в просторы Вселенной.

Почему же космические лучи так интересуют физи­ ков?

Открытие рентгеновских лучей и — почти сразу же вслед за этим — радиоактивного излучения положило начало новой эпохе в физике на рубеже XX бека. Вот тогда-то, в поисках новых следов жизни таинственного микромира, физики обратили внимание на странное по­ ведение самого обыкновенного электроскопа, известного всем школьникам. Заряженные листочки этого нехитрого прибора со временем опадали. Их заряд исчезал неиз­ вестно куда, даже если электроскоп находился в герме­ тически закрытом сосуде, в абсолютно нейтральном газе. Сквозь стенки сосуда проникали какие-то заряженные частички. В опадении листочков электроскопа повинно какое-то излучение,— так решили физики. Они начали исследовать непонятное явление.

Загадочные излучения, казалось, были вездесущими. Они проникали сквозь стены лабораторий, от них нельзя было спрятаться в подземелье. Что они собой представ­ ляют? Радиоактивные вещества и рентгеновские лучи тут ни при чем — это доказали эксперименты. Откуда же они берутся?^ Ответ, если так можно выразиться, прибыл с неба. В 1912 году молодой австрийский физик Виктор Гесс решил поинтересоваться, как изменяется интенсив­ ность странного излучения с высотой, и запустил воз­ душный шар с регистрирующей аппаратурой. Вернув­ шись с высоты в 5 километров, приборы принесли на

54

землю сенсацию: вверху излучение было намного силь­ нее, чем на уровне моря. Поломав голову над неожидан­ ным донесением приборов, Гесс пришел к выводу: источ­ ник радиации находится где-то во Вселенной. Дальней­ шие исследования подтвердили правильность предполо­ жения австрийского физика. И непонятные излучения были названы в соответствии с их местом рождения — космическими.

Словно осенний дождь, затянувшийся на миллиарды лет, беспрерывно со всех сторон падает на Землю из мирового пространства ливень космических лучей. В сво­ ем первозданном виде, за пределами земной атмосферы, их потоки состоят в основном из ядер атомов водорода — протонов. Кроме них встречаются в небольшом количе­ стве ядра атомов гелия и совсем редко — ядра более тя­ желых элементов.

Столкновения этих ядер с атомами и молекулами га­ зов в верхних слоях атмосферы Земли порождают так называемые вторичные космические лучи — элементар­ ные частицы различных типов. Вот они-то и смутили в свое время физиков, искавших ключи к загадке электро­ скопа. Наше тело ежеминутно пронизывается многими тысячами таких частиц. Но эта'доза излучения безвред­ на для организма человека, и мы практически не заме­ чаем на себе действия космических лучей.

Итак, космические лучи безвредны. Но, может быть, они в равной мере и бесполезны? Чтобы ответить на этот вопрос, надо сделать небольшое отступление.

Еще недавно считалось, что пределом делимости ве­ щества является атом. А теперь каждый школьник знает, что атом — целый микромир, населенный электронами, протонами, нейтронами и другими частицами. На какоето время ученым показалось, что они наконец добрались до предела делимости вещества. Вот почему эти части­ цы были названы «элементарными». И снова предел

55

оказался призрачным: оказывается, и «элементарные» частицы имеют какое-то внутреннее строение. Но какое? Выяснить это не так просто. Чем дальше забираются фи­ зики в глубины атомного ядра, тем труднее открывать замки, за которыми природа хранит свои секреты. Ключ к этим замкам — энергия столкновений элементарных частиц. Чем сокрушительнее такие «микрокатастрофы», тем больше сведении дают они ученым.

Чтобы обнаружить позитрон (электрон с положитель­ ным зарядом), хватило энергии в несколько миллионов электроновольт. Для открытия мезонов потребовались уже сотни миллионов электроновольт. Античастицы «вы­ дали» себя только под натиском энергии в несколько миллиардов электроновольт. А чтобы проникнуть внутрь самих «элементарных» частиц, физикам нужно воору­ житься частицами с энергиями в сотни раз больше. Где же их взять, если современные ускорители способны раз­ гонять пучки частиц лишь до десятков миллиардов элек­ троновольт? Об ученых «позаботилась» природа. В пото­ ках космических лучей есть частицы фантастически вы­ соких энергий — вплоть до миллиарда миллиардов электроновольт и даже выше.

Но доля частиц высокой энергии в космических лучах очень мала. И, вдобавок, частицы растрачивают немало энергии, пробиваясь сквозь атмосферу Земли. Поэтому приходится идти навстречу космическому дождю, подни­ мать громоздкую аппаратуру как можно выше, созда­ вать наблюдательные станции высоко в горах, выносить приборы на орбиты искусственных спутников Земли. На­ ходки, которые приносит науке исследование космических лучей, окупают все трудности. Внимательное изучение разлета вторичных частиц после столкновения позволило физикам нарисовать картину столкновения частиц. Ока­ зывается, при этом «краешек» одного нуклона наталки­ вается на «краешек» другого. А нейтральные их области

56

пролетают одна мимо другой без взаимодействия. Столк­ нувшиеся части нуклонов образуют сгусток возбужден­ ной ядерной материи— «огненный шар», как его назы­ вают физики. Он неустойчив и быстро рассыпается на мезоны.

, Эти Эксперименты еще раз подтверждают сделанный физиками вывод о том, что нуклон нельзя рассматривать как нечто однородное, надо говорить о его структуре. Действительно, на основании опытных данных можно предполагать, что нуклон похож на земной шар, окутан­ ный атмосферой. Только без всякого сколько-нибудь рез-. кого перехода от. Земли к воздуху. И четкой границы нуклон не имеет точно так же, как атмосфера, плотность которой постепенно сходит на нет.

Конечно, все эти представления и гипотезы, связан­ ные с ними, надо тщательно проверять. Но уже сейчас видно, что изучение частиц очень высоких энергий, при­ несенных «космическим дождем», наиболее отчетливо проясняет нам картину взаимодействия «элементарных» частиц, открывает возможность глубокого проникнове­ ния в их суть.

КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ «ВОСТОК»

Утром 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур взмыла в весеннюю голубизну гигантская ракета. Она

. вывела на орбиту спутника Земли космический корабль «Восток» с-первым в мире летчиком-космонавтом Ю. Га­ гариным на борту.

Как устроен этот островок земной жизни, на котором

\провел 108 минут в полете над планетой человек, первым шагнувший в космос?

57

Космический корабль «Восток» состоит из двух основ­ ных частей. Одна — это кабина космонавта: здесь раз­ мещены системы обеспечения жизнедеятельности в поле­ те и системы приземления. Другая — приборный отсек. Он заполнен радиотехнической и телеметрической аппа­ ратурой. Здесь же размещена тормозная двигательная установка корабля.

не просто космическая мебель. В корпус кресла встроены катапультные и пиротехнические устройства, парашют­ ные системы, аварийный запас пищи, воды и снаряже­ ния, радиостанция для связи и пеленгации после при­ земления. Нет, это, конечно, не мебель, а сложный агре­ гат, до отказа насыщенный автоматикой. Кресло распо­ ложено так, чтобы перегрузки во время взлета на орби­ ту и при спуске действовали на космонавта в направ­ лении грудь — спина. Так легче переносить многократно возрастающую силу тяжести. Прямо перед космонавтом приборный щиток. 'В него вмонтирован небольшой глобус. В полете глобус медленно поворачивается, показывая космонавту, над каким районом планеты он пролетает. Ниже иллюминатор с оптическим ориентатором «Взо­ ром». Если корабль правильно ориентирован по отноше­ нию к Земле, направление «бега» земной поверхности в иллюминаторе совпадает с курсовой чертой сетки, на­

управления радиотелефонной системой, для регулирова­ ния температуры в кабине, для включения ручного управ­ ления и тормозного двигателя.

* ' ...Поднявшись на лифте к вершине гигантской ракеты, космонавт пробрался через люк в свою кабину, устроил­

58

ся поудобнее в кресле. Скоро старт. Вот уже задраен входной люк. С этого момента за'боту о создании усло­ вий для жизни человека на космическом корабле берут на себя автоматы, размещенные в кабине. Они следят

в кабину, поддерживая состав воздуха строго в заданных пределах.

Телеметрическая аппаратура'«Востока» чутко прислу­ шивается к пульсу, к дыханию космонрвта, меряет дав­ ление крови. Она беспрерывно передает подробные све­ дения о состоянии организма космонавта на Землю вра­ чам, переживающим за своего подопечного, улетевшего на орбиту. Врачи не только прослушивают его за десятки тысяч километров, но и видят. На борту «Востока» уста­ новлена телевизионная система для наблюдения за кос­ монавтом.

Островок земной жизни, плывущий по ор&ите, тесно связан с родной планетой. Для этого ца нем есть радио­ аппаратура, которая позволяет поддерживать двухсто­ роннюю связь в телефонном и телеграфном режимах, по желанию космонавта. Не забыт и магнитофон; который записывает его речь.

Кроме многочисленных систем и приборов, обслужи­ вающих космонавта в полете, на корабле размещены системы контроля работы приборов, устройства термо­ регулирования, ориентации, источники электропитания обширного хозяйства «Востока».

На участке спуска в плотных слоях атмосферы кос­ мический корабль проходит «испытание огнем». «Восток» надежно защищен от колоссальных тепловых потоков, рождаемых сопротивлением воздуха. Кабина пилота снаружи укрыта слоем тепловой защиты, а иллюминато­ ры снабжены жаропрочными стеклами. И хотя во время

59

спуска температура на поверхности кабины измерялась тысячами градусов, в кабине температура оставалась нормальной.

Главной заботой создателей космического корабля было обеспечение полной безопасности полета. И хотя все системы, да и сам корабль, многократно проверялись, все же были приняты дополнительные меры. Защитный скафандр обеспечивал сохранение жизни и работоспо­ собности космонавта в случае разгерметизации кабины. Если бы вышли из строя автоматические устройства, командующие подготовкой к спуску, космонавт мог перейти на ручное управление системой ориентации корабля и тормозными двигателями. Если бы, наконец, отказали тормозные двигатели, корабль мог спуститься на Землю за счет естественного торможения в атмосфере. Поэтому запасы пищи, воды, веществ для регенерации воздуха, емкость источников электропитания были рас­ считаны на десять суток, а в конструкции корабля были предусмотрены меры, предотвращающие чрезмерное по­ вышение температуры в кабине при длительном нагреве ее поверхности.

На советских космических кораблях предусмотрены меры для спасения космонавтов практически из всех аварийных положений, начиная с момента, предшест­ вующего старту, и кончая спуском на Землю.

Космогония

Так называется раздел астрономии, изучающий про­ исхождение и развитие небесных тел. Эта отрасль знания питает своими открытиями, теориями и гипотезами очень многие науки, которые, на первый взгляд, очень далеки от интересов астрономов.

60

Ну, скажем, может ли геолог уверенно предсказывать присутствие в том или ином месте какого-либо полезного ископаемого, если он не знает, какие процессы идут в недрах Земли, как она развивалась, как и из чего воз­ никла?

Или, например, метеоролог. Способен ли он понять причины перемены погоды и предсказывать ее, если ему не известно, как влияет Солнце на атмосферу, какие идут на нем процессы, как оно устроено, а в конечном счете — как оно произошло?

Да, о происхождении Земли, Солнца часто приходится задумываться тем, кто решает задачи, выдвинутые нашей жизнью, нашим хозяйством. Громадное значение имеет космогония в философии. Она — одно из наиболее мощ­ ных орудий материализма в его борьбе с идеализмом. Именно благодаря ее успехам во Вселенной не осталось места, где мог бы приютиться бог.

Первые шаги космогонии связаны с именами Канта и Лапласа. Первый в 1755 году, а второй — в 1796 году

. опубликовали свои предположения о том, как произошла Солнечная система.

Вот как рисовал рождение планет Лаплас.

Молодое первичное Солнце имело огромную атмо­ сферу, вращавшуюся вместе с ним с одинаковой угловой скоростью. Из-за остывания Солнце и его атмосфера сжимались, одновременно, в соответствии с законами механики, ускоряя свое вращение.

Под действием центробежных сил шар стал сплющи­ ваться, стал походить на чечевицу, от которой по мере ускорения вращения начали отделяться газовые кольца. В кольцах возникли сгущения — зародыши планет, кото­ рые затем уплотнились и выросли за счет материала колец. Из этого же материала образовались и их спутни­ ки — луны.

61